地球的阳光被这些黑烟的微粒吸收而变热，变热后的黑烟又产生一股上升气流，将黑色微粒子推向30公里高的同温层，使臭氧层遭到破坏。
这样，整个地球就会变成暗无天日的灰色世界，厚厚的烟云遮盖着天空，终日不散，陆地再也见不到阳光，白天和夜晚难以区分，气温急剧下降，绿色植被冻死，海洋河流冻结，地球生态遭到严重破坏，人类生存条件被毁于一旦。
"核秋天"理论：上述研究成果发表以后，有一些科学家对其表示了质疑，其中包括美国的*之父爱德华·泰勒，泰勒认为核冬天的效应微不足道。另外一些科学家认为由于大规模核战争造成的降温效应并不像展示的那样严重，因此"核冬天"应该改名为"核秋天"。
此后，科学家使用改进的模型进行了更加精密的计算，1990年原"核冬天"理论提出小组又在《科学》杂志上发表了一篇论文，回顾了自1983年以后的研究。他们认为，新的计算表明北半球中纬度地区的降温大约是摄氏10到20度，局部地区可下降摄氏35度。
自从1990年在《科学》杂志上发表了这篇论文之后，至今没有更加详细的研