盡管當時湖泊比較發達，但由於氣候變冷，使恐龍無地躲藏身體，舉步維艱，這大大地影響了恐龍的繁育和生存。隨著氣溫下降，氣候也變得不那麼濕潤溫暖了。恐龍的呼吸器官不能適應幹冷幹熱的空氣，而且一到冬天，恐龍的食物也沒有了。在這種情況下，恐龍隻好一步步走向滅亡，直至最終從地球上徹底消失。
白堊紀末期的氣候變化，對恒溫的哺乳動物來說，或許隻是小事一樁；但對冷血的爬行類動物來說則是災難性的。首先，繁殖這一關它們就很難過。對現代爬行動物的研究表明，它們的孵化溫度要求很嚴格——過高、過低、隻需幾度之差就能給它們招來滅種之災。近年來，在河南南陽和湖北鄖縣發現了成窩狀未孵化的恐龍蛋化石，很可能就是由於白堊紀晚期天氣變冷所致。有些學者曾對恐龍蛋的蛋殼進行了研究，蛋殼是由乳狀層和立柱體層組成，並有氣孔內外相通，經係統觀察發現，白堊紀晚期蛋殼上的氣孔普遍變小，對這一現象他們解釋為可能與全球性氣候變冷有關。
根據氣候變化學說，恐龍從繁榮到衰亡經曆了約3000萬年，而且絕滅是逐漸發生的，各類恐龍的絕滅有先有後，而不是一刀切的。不過從地球發展史的角度看起來，絕滅的速度還是很快的。
冰川時代的恐龍“性別失調”
恐龍究竟為什麼在地球上突然銷聲匿跡？一直以來，科學界對此爭論不休，不過現在又有了一種很新鮮的解釋觀點。近幾年，西方有科學家提出了一種推測，認為如果恐龍的生理結構類似於當今的爬行類動物的話，那麼6500萬年前，由於地球環境發生了巨大變化，恐龍後代的性別受到溫度變化影響，出現了嚴重的性別失調現象，雌性恐龍越來越少，以致恐龍家族漸漸無法繼續繁衍。
我們知道脊椎動物的性別就是在受精的一刹那由父母雙方的染色體決定的，如果一條X染色體遇到了一條Y染色體，那麼下一代性別就是雄性；如果兩條X染色體相遇，那麼下一代性別則為雌性。但由於生理構造和新陳代謝不同，大多數卵生爬行動物後代性別的確定方式就非常獨特，它們受孵化時巢穴溫度的影響，海龜和鱷魚就是其中的典型代表，即便它們在同一巢穴中生下上下兩層蛋，由於溫度不同，孵出的幼體性別也不同。美國科學家近年來就對美洲鱷和揚子鱷作了詳細研究。他們研究的結果表明，孵化時的溫度決定鱷魚“新生兒”的性別。研究還表明，當孵化溫度為26℃-30℃時，鱷魚的新生兒全為“女的”；在30℃-34℃時，鱷魚的新生兒“有男有女”；在34℃-36℃時，鱷魚新生兒全為“男的”。如果溫度過高或者過低，它們的卵就孵化不出來，成為“死蛋”。
鑒於恐龍是鱷魚的遠親。科學家通過對鱷魚“新生兒”性別的研究後大膽推測，恐龍滅絕是因為“男女比例失調”。在侏羅紀末期，隨著冰川時代的來臨，全球氣溫驟降，恐龍產的蛋要麼是死蛋，要麼孵化出來的是雌性恐龍。因此，最先消失的是雄性恐龍，那些活著的雌性恐龍全都成了不折不扣的“剩女”，無法繁衍後代。這使恐龍世界雌雄比例嚴重失調，隨著雌性恐龍的逐漸減少，恐龍家族也就走向了滅亡。
這種說法如果成立，那麼對人類也是一個警示：最終決定世界命運的是自然規律而不是人類，超級嚴寒是生物的頭等殺手。
關乎存亡的爭議：胎生還是蛋生
一種學術觀點認為，在漫長的恐龍時代，曾經幾次遇到大的氣候、環境變化，為什麼其他幾次沒有導致恐龍滅絕，而6500萬年的那次，就可以導致恐龍滅絕呢？
如果追問這個時期與之前有什麼不同，那就是多出了哺乳類動物。難道哺乳類動物就是恐龍滅絕的原因嗎？
從個體競爭上看，成年恐龍個體的生存能力，絕不亞於成年哺乳動物個體的生存能力。大概6500萬年前的恐龍成年個體，生存能力相對於哺乳動物的成年個體還要強一些。但是，恐龍依然被哺乳動物淘汰了。最主要的因素就是生殖方式上的差別，決定了競爭雙方的命運。
哺乳動物是胎生。這相對於蛋生，是一個巨大優勢。因為，父母可以更好地保護自己的後代，原因僅僅是可以相對自由地帶著胎兒移動，躲避危險，或者獲得食物。而蛋生，就沒有這個優勢了，在孵化的那一段時間內實在不方便，對於某些非肉食恐龍還很危險。
蛋生的劣勢，在恐龍生命的某個時候是非常明顯的。恐龍產蛋以後，孵化出小恐龍是需要一段時間的，幾天，或者十幾天、幾十天。這是極大的致命缺點，恐龍之所以被哺乳動物淘汰，大概僅僅是基於這一個因素。
在這一億多年內，恐龍在進化前進，哺乳動物也同時在進化前進。在這一億多年內，哺乳動物進化速度與恐龍相比，總不占優勢。恐龍一直是同時代的佼佼者，而哺乳動物總是默默無聞地跟著前進。也就是說在相當長的時間裏，一直是恐龍威脅恐龍，哺乳動物基本是附屬的。恐龍之間都是蛋生，因此，在這方麵不會有勝利者，雖然照樣有盜蛋分子，但是這些盜蛋分子基本是恐龍，相互必然會進化出防備的辦法的，相互之間會達到一個均衡。均衡的結果就導致大家種群規模都減少了一些。
而哺乳動物在獲得某個關鍵性進化時，生存能力獲得較大前進，此時如果成為或者說依然是盜蛋分子，在與恐龍的盜蛋與保蛋的競爭進化中，恐龍是很容易被打敗的。會出現進化失衡，一方的消失就不可避免了。
而恐龍的滅絕也是哺乳動物繁盛的開始，科學家們發現哺乳動物的最大體型在6500萬年前開始急劇增長。而在大約3400萬年前的漸新世的歐亞大陸上達到頂峰，就是在這個時期，歐亞大陸上出現了高18英尺（約6米）、重17噸的類似犀牛的食草動物——無角巨犀。這種巨塔般的掠食者，以及象目的恐象，是地球上曾經存在的最大的哺乳動物。它們和那些躥行於恐龍之間的小型哺乳動物可謂是天壤之別。
胎生還是蛋生，這確實是一個關乎存亡的問題。
被子植物：恐龍的致命食物
恐龍年代末期，也是被子植物和裸子植物調換統治地位的年代。地球上的裸子植物逐漸消亡，取而代之的是大量的被子植物，但是這些植物中含有裸子植物中所沒有的毒素，對於形體巨大、食量奇大的植食恐龍來說，這是致命的——大量攝人被子植物導致體內毒素積累過多。