En atomvinter vil medføre et drastisk fald i de globale temperaturer som følge af partikler og røg i stratosfæren, der blokerer for sollyset. Dette vil fundamentalt ændre den globale fødevarekæde ved at forkorte vækstsæsonen markant og reducere fotosyntesen i planterne. Konsekvensen vil være et massivt og pludseligt fald i det globale landbrugsudbytte, hvilket kan føre til udbredt fødevaremangel og hungersnød på verdensplan.
De mest sårbare landbrugsarealer vil være de regioner, der i dag er afhængige af stabile og varme vækstsæsoner. Dette inkluderer de store kornkamre som USA's midtvesten, Ukraine og dele af Rusland, samt de vigtigste risproducerende områder i Sydøstasien. Da disse områder er afgørende for verdens fødevareforsyning, vil temperaturfald her have en direkte dominoeffekt på den globale madpris og tilgængelighed.
Samtidig vil de tropiske landbrugszoner opleve ændrede nedbørsmønstre, hvilket yderligere komplicerer muligheden for stabil fødevareproduktion. Den globale fødevarekæde vil skifte fra et system baseret på overskud til et system præget af ekstrem mangel og logistisk kollaps.
