Mùa đông núi lửa là sự giảm nhiệt độ toàn cầu gây ra bởi tro núi lửa và những giọt axit sulfuric làm che khuất ánh nắng mặt trời và tăng cao độ phản xạ của trái đất (tăng sự phản chiếu của bức xạ mặt trời), diễn ra sau một vụ phun trào núi lửa lớn. Hiệu ứng làm mát dài hạn chủ yếu phụ thuộc vào lượng hợp chất lưu huỳnh ở dạng aerosol đưa vào tầng cao của khí quyển tức tầng bình lưu. Khi đó lượng nhiệt từ mặt trời đưa tới tầng khí quyển thấp giảm, các hoạt động đối lưu thay đổi, ít mưa xảy ra, làm cho cần một thời gian dài để rửa các hạt ngưng tụ ra khỏi khu vực. Aerosol tầng bình lưu mát bề mặt và tầng đối lưu bằng cách phản chiếu bức xạ mặt trời, làm ấm tầng bình lưu bằng cách hấp thụ bức xạ mặt đất, và khi kết hợp với clo trong tầng bình lưu sẽ phá hủy tầng ôzôn là tác nhân vốn tác động làm ấm lên phần tầng bình lưu thấp hơn. Sự thay đổi ấm và làm mát không khí dẫn đến thay đổi trong lưu thông ở tầng đối lưu và tầng bình lưu.