核冬天是一個關於全球氣候變化的理論，主要預測一場大規模核戰爭可能產生的氣候災難。
核冬天理論認為，在核戰爭中，大量核武器的使用，尤其是針對城市等易燃目標的地面核爆炸，會釋放大量的煙塵和煤煙進入大氣層，這些煙塵和煤煙可以高達12公里以上，進入平流層。由於這些煙塵微粒的直徑大多小於1微米，它們能在高空停留數天乃至一年以上。這些顆粒對從太陽來的可見光輻射有較強吸收力，而對地面向外的紅外光輻射的吸收力較弱，導致高層大氣升溫，地表溫度下降，產生與溫室效應相反的作用，使地表呈現出如嚴寒冬天般的景觀。
然而，需要注意的是，核冬天的概念基於數據化模型，其準確性並沒有得到決定性的論證。近期的研究（2006年）對原版核冬天理論模型提出了質疑，指出實際上的溫度下降可能只會持續幾個小時到幾個月，並在3到4個月內恢復正常。此外，研究表明，進入平流層的煙塵數量是核冬天理論中的一個關鍵因素，而實際影響可能被高估。
總的來說，雖然核冬天的概念在科學界存在一定的爭議，但它仍然是一個重要的理論，用於探討核戰爭可能對全球氣候和生態系統產生的長遠影響。