氣候學，從明朝中葉起東亞大陸的氣溫逐漸下降。自萬曆十三年（公1585年）開始，這種氣候轉冷跡發明顯。到萬曆二十八年（公1600年），溫嚴寒現不斷加劇。至順年（公1650年），東亞大陸平均氣溫達至最點而後開始逐漸暖。直到康熙十年（公1720年），東亞大陸氣溫的偏現方結束，這便是氣候學中著的明小冰河。明小冰河間，氣溫偏以氣候異響農作物產量出現大幅減產。除了糧食減產因降雨區域普遍移，全國範圍的極寒、大旱、大澇等嚴重自然災害連年不絕。與連不斷的自然災害相伴，大規模蝗災、鼠疫、天等疾疫也頻頻發生。尤其在氣溫最為極端的崇禎年間，踵而至的各種災變達至高峰。其實曆史上小冰河並不罕見，隋初、宋初，包括明初都曾遭遇過小冰河，但益於當時政明和政府高效運作，災情都得到有效緩解社會也得以穩定。反觀明末社會則不然，土地兼並嚴重、階級壓迫殘酷、朝廷衰敗日益、官僚貪墨橫行。在天災人禍雙重壓迫下，饑寒迫的廣大民眾隻能在死亡線上苦苦掙紮。
以災情最為嚴重的陝為，天啟、崇禎年間，陝後遭兩各長達八年的超旱災。史載，個陝“八年皆大旱不雨”或“陝各州縣連年不雨”，農作物顆粒無的同時，陝也陷入到赤地裏餓殍遍野的悲慘境地。數十萬計的災民饑餓而死，陝各地頻頻出現“人相食”的極端慘。朝廷中來自陝塞的大臣馬懋曾在給崇禎帝上疏中殤情悲泣道，“自去歲一年無雨。草木枯焦。八月間。民爭山間蓬草而食”，“至十月以後蓬盡矣。則剝樹皮而食”，“迨年終而樹皮又盡矣。則又掘其山中石塊而食……不數日則腹脹下墜而死”，“最可憐者。如塞城。有冀城之處。日必棄一二嬰兒於其中……至晨，所棄之子，已無一生”，“童稚輩獨行者。一出城外。便無蹤跡。後見門外之人。炊人骨以為薪。煮人肉以為食。始前之人。皆為其所食”。吃人的恐怖景並不僅僅局限於陝，災情異嚴重的山東也屢屢出現“人相食”慘。文獻記載，遭遇大旱的山東各地“土地荒蕪，村落為墟”或“田禾槁枯，裏如焚”。“逃死者十之八，尚存者十之二三，人煙鮮少”或“民饑而死者十有八”。“人相食，民載道”或“人相食，死者山積”。山東各地計有四十八個州縣出現過“人相食”恐怖境況。當時明朝無論是陝、山東還是山、直隸，凡是嚴重災地區皆如陰森恐怖幽暗無望的人間煉獄。崇禎帝也曾試圖救災賑災，想要緩解災情撫民生。但個國家機已然腐敗透頂，何救災賑濟的嚐試都隻是杯水車薪本無濟於事。史載，崇禎帝曾下旨劃撥十萬石糧食賑濟災民。可經過各級貪官汙吏層層克扣盤剝，最後嗷嗷待食的災民實際隻領到石糧食。曆史無情地告訴我們，當一個王朝無力拯救或者無視自己臣民死時，那麼一場足以推翻王朝暴政的統危機必定會悄然形成。
天啟年（公1627年）月，於陝重災區的澄城縣，縣張鬥耀為官一向貪婪凶狠隻橫征暴斂絲毫不顧姓死，縱使窮苦人家也必欲榨幹最後一滴骨髓。《烈皇小識》記載，縣張鬥耀“催甚酷”以至當地民眾“不堪其毒”。官逼民反，民不得不反。白水饑民王二聚數個不下去的饑民鋌而走險，眾人全都以墨塗麵。王二疾聲厲問眾人：“誰敢殺死縣？”眾人齊聲說：“我敢殺！”連呼三眾人皆高聲同應。於是王二率饑民攻入縣城，誅殺苦害姓許久的惡縣張鬥耀隨後開倉濟民，明末農民大起義由此揭開序幕。
王二起義軍轉戰於渭地區攻城池破監牢，斬殺貪官汙吏劫富濟貧，邊眾多不得生命的饑民紛紛歸附。得見起義軍聲勢日漸壯大，朝廷立頒下嚴令務必將起義軍克剿滅。在與進剿明軍的艱苦作戰中王二不幸明將劉應遇俘殺。首揭義旗的王二雖死但連不斷的農民起義已成燎原之勢，並迅遍陝全境、甘肅東部四川部。陝府穀王嘉胤、漢王大梁、塞高迎祥、米脂張獻忠、慶陽韓朝宰、延川王和尚、武都大旺、洛川黑煞神、宜川王左掛等相繼聚眾揭竿起義。天啟年（公1627年）至崇禎三年（公1630年），短短三年間僅陝境內的農民起義軍就多達一餘部。除了無數災民踴躍加入外，很多不堪兵役的逃兵，敗於朝的潰兵，甚至缺餉嘩變的征剿官兵都紛紛加入到農民軍中。崇禎二年（公1629年），山總兵張鴻功奉詔率精銳奔赴京師勤王。抵達京畿後張鴻功所部官兵三天不得口糧，士兵們饑饉難耐遂至嘩變於四處劫掠後一哄而散。崇禎三年（公1630年），陝三邊明軍奉調遠徙裏，但是朝廷不予發家糧食而統兵將領又催促嚴苛。困苦不堪的官兵在行軍中“幾日人馬俱倒”，官兵憤慨道“左右是死，不如就死在這裏”。於是在王進等人領導下，官兵聚眾嘩變格殺軍中殘暴不仁的將官。逃跑或嘩變的明軍士兵幾經漂泊折最後大都加入到農民起義軍中。嘩變脫逃的明軍官兵過係統軍事訓練，有著豐富作戰經驗。加入反隊伍後很快就成為這些草莽武裝的中堅骨幹，大大提升了農民軍戰鬥力。