Um evento geológico como basalto maciço de inundação, vulcanismo ou erupção de um supervulcão pode levar ao chamado inverno vulcânico, semelhante ao inverno nuclear. Um desses eventos, a erupção de Toba, ocorreu na Indonésia há cerca de 71.500 anos atrás. De acordo com a teoria da catástrofe de Toba, o evento pode ter reduzido as populações humanas para apenas algumas dezenas de milhares de indivíduos. A Caldera de Yellowstone é outro supervulcão, tendo sofrido 142 ou mais erupções na caldeira nos últimos 17 milhões de anos. Uma erupção maciça do vulcão lançaria volumes extraordinários de poeira vulcânica, gases tóxicos e de efeito estufa na atmosfera, com sérios efeitos no clima global (em direção ao resfriamento global extremo: inverno vulcânico se for de curto prazo e idade do gelo se de longo prazo) ou aquecimento global (se os gases de efeito estufa prevalecerem).