Природные катастрофы часто приводят к массовому вымиранию животных по нескольким причинам:

• Изменение среды обитания. 25 Суровые многоснежные зимы, высокие весенние паводки и наводнения лишают животных возможности добывать корм. 2 Это приводит к истощению, болезням и гибели. 2 В засушливых районах высыхают источники, выгорает трава. 2 Животные испытывают сильную жажду, пьют воду, насыщенную солями, что также приводит к отравлению и массовой гибели. 2
• Глобальное похолодание либо потепление. 4 При повышении температуры среды и невозможности миграции в район с привычными условиями у организмов резко возрастает потребность в кислороде. 4 Организм может быть неспособен получать его из среды в таком количестве. 4
• Выбросы углекислого газа. 4 Резкое повышение содержания CO2 в атмосфере приводит к быстрой гибели организмов из-за нарушения окислительных процессов при дыхании. 4
• Объединение литосферных плит. 4 Это приводит к снижению фактора географической изоляции биологических видов, резкому росту межвидовой конкуренции и вымиранию менее приспособленных к изменившимся условиям видов. 4

Кроме того, к массовым вымираниям могут приводить астрономические и планетарные катастрофы, например, падение астероидов, метеоритов, извержение вулканов. 5