Di samping kehancuran langsung kota-kota oleh ledakan nuklir, dampak potensial perang nuklir dapat melibatkan badai api, musim dingin nuklir, merebaknya penyakit radiasi dari peluruhan, dan/atau kehilangan temporer (jika bukan permanen) banyak teknologi modern karena tekanan elektromagnetik. Beberapa ilmuwan, seperti Alan Robock, bersepekualsi bahwa perang termonuklir dapat mengakhibatkan akhir peradaban modern di Bumi, sebagian karena musim dingin nuklir berjangka panjang. Dalam satu model, rata-rata suhu Bumi usai perang termonuklir penuh yang terjadi sepanjang beberapa tahun mencapai 7 – 8°C (13 sampai 15 derajat Fahrenheit).[2]
Kajian era Perang Dingin awal menyatakan bahwa miliaran manusia akan bertahan dari dampak langsung ledakan nuklir dan radiasi setelah perang termonuklir global.[3][4][5][6]International Physicians for the Prevention of Nuclear War meyakini bahwa perang nuklir dapat secara tak langsung berkontribusi pada kepunahan manusia melalui dampak sekunder, yang meliputi dampak lingkungan hidup, keruntuhan masyarakat, dan kejatuhan ekonomi.
