小行星和彗星撞擊地球，在地球的曆史中屢見不鮮。估計直徑大於10千米的小行星撞擊地球的概率，大約是每一億年發生一次；直徑1千米級的小行星撞擊地球的概率，大約100萬年一次；直徑100米級的小行星撞擊地球的概率，為一萬年一次；這些小天體撞擊地球，將誘發全球性的氣候與環境災變。人類有文字記載的曆史還不到一萬年，這期間還沒有遇到過嚴重的撞擊事件。
地球表麵保留的撞擊坑很少。經研究確認，地球表麵仍然殘存有168個可辨認的撞擊坑。由於地球表麵受到各種地質內力和外力作用，如火山噴發、岩漿侵入、板塊俯衝、地震海嘯、構造運動、海進海退、水與風的剝蝕、搬運與沉積作用等，曆經幾十億年的滄桑變化，地球曆史上形成的眾多撞擊坑，絕大多數都已被剝蝕而夷平，或被各種沉積物或火山熔岩所掩埋，或被構造岩漿作用所破壞。保存完好的小型撞擊坑，如美國亞利桑那州的梅蒂爾撞擊坑，大約是在49000年前，一個直徑僅為42米的小天體撞擊，產生了一個直徑1.2千米、深150米的坑。這顆小行星撞擊地麵的速度約為每小時72000千米，在14千米的高空發生爆炸，爆炸衝擊波碰撞地麵產生的能量相當於2.5兆噸TNT炸藥爆炸的能量，接近於12萬個轟炸廣島原子彈的爆炸威力。
小天體高速通過地球大氣層，與地球的相對速度約為每秒15－75千米。高速運行的小天體通過大氣層時碰撞大氣分子，產生極高的溫度和壓力，小天體表麵的物質不斷汽化、熔融與飛濺，甚至在大氣層中產生劇烈爆炸。
高速運行的小天體壓縮大氣，形成強大的超高溫超高壓衝擊波衝向地麵，使地麵的靶岩迅速破碎、汽化和熔融。衝擊波在地球表麵挖掘出相當於撞擊體體積近100－200倍的靶岩向外濺射，形成一個環形撞擊坑和撞擊坑外緣的堤壩狀坑唇；繼而撞擊坑中心隆起，撞擊坑外大麵積分布著撞擊熔融角礫岩；撞擊坑壁坍塌形成多環撞擊坑。
強大的超高溫超高壓衝擊波衝向地麵，產生巨大的地震，摧殘地球的生命。若撞擊靶區是海洋或臨近海洋，將激起幾百米甚至上千米高的巨浪和最強烈的海嘯與地震，沿岸數千千米的地區將淪為汪洋一片。大量的海水蒸發、濺射，並挖掘出大量海底的沉積物與岩石粉塵，拋射到平流層中滯留，海洋中大量生物死亡。
極高溫度與極高壓力的衝擊波，將摧毀前進方向上的一切生命物質，使得一切可燃燒的物質燃燒，引起森林大火甚至全球大火。大火燃燒形成的灰燼與二氧化碳，以及撞擊靶岩濺射出的塵埃及氣溶膠，彌漫於高層大氣中。平流層彌漫著高濃度的粉塵和煙塵，屏蔽太陽光和熱輻射，地麵接收的太陽輻射將減少90％，地表急劇降溫，海平麵下降，冰雪覆蓋麵擴大，植物的光合作用受到抑製，甚至大批植物死亡，以植物為食的動物因食物鏈中斷而死亡；“黑暗的、寒冷的冬天”突然降臨，新的全球性的冰期誕生，加劇生物物種的滅絕。
超高溫超高壓的衝擊波使大氣中的氮氣形成氧化氮，形成強酸雨的沉降，會加速動植物的死亡和對地麵的侵蝕。超強的衝擊波和巨型的地震與海嘯，擾亂了地球內部物質的運動次序，甚至產生地磁極的倒轉。極其惡劣的生態與環境使大量生物物種死亡與滅絕，曾主宰地球生物界的大型動物及大量海洋浮遊生物都難逃劫難。
地球在經曆漫長時期的生態重建後，隨著溫室效應的加劇，氣溫的升高，海平麵上升，使氣候逐漸恢複正常。某些生物種屬的複蘇和大批新的物種滋生、繁衍，地球又恢複了她的蓬勃生機。
古生物學家經過近百年係統的精細研究，確認自古生代以來，地球的生物界經曆過多次滅絕事件。根據生物化石記錄，地球曆史中大約有22次生物滅絕，古生物學家將這些滅絕事件劃分為：大型滅絕——生物科類和種類的滅絕數分別為>50%和96%；中型滅絕——生物科類和種類的滅絕數分別為>20%和50%；小型滅絕——生物科類和種類的滅絕數分別為>10%和30%。
生物滅絕事件不僅導致大量生物物種的消亡，而且造成生物的進化分異與複蘇，生態重建和生物地理區係的重組。生物進化過程是生物界在地球係統內長期漸變與短期劇變相互交替的曆史。地球曆史上雖然發生過多次生物物種大滅絕事件，但是從來沒有發生過全部生物物種完全滅絕的事件。