学者张德二的研究指出，“1639-1640年蝗灾达到极盛，蝗区遍及甘肃、宁夏、山西、陕西、河北、河南、山东、江苏、安徽、湖北、湖南”，而“飞蝗蔽天，食禾稼皆尽”的记载遍布当时的县志和时人记录，当时的河南地区更是记载，万历四十年（1612年）以后蝗灾几乎每年都有，“至崇祯十二年（1639年）盈野蔽天，其势更甚……禾稼瞬息一空。焚之以火，堑之以坑，终不能制。嗟乎，天灾至此，亦无可何如也。”
到了明朝灭亡这一年（1644年），史书记载，河南的蝗灾更是到达顶点，“河南飞蝗食民间小儿。每一阵来，如猛雨毒箭，环抱人而蚕食之，顷刻皮肉俱尽。”在这种飞蝗无以为食、甚至开始吃人的历史背景下，人民的苦难竟然还未终结。
明末所出现的连续多年干旱、蝗灾、饥荒、瘟疫，是传统农业社会几乎无法抵挡的天谴。图源：影视剧照
在崇祯时期连年的大干旱和蝗灾影响下，明朝灭亡前五年，“崇祯庚辰（1640年）秋，山东、河南、山西、畿南人食木皮，至冬人相食。辛巳（1641年）江南北皆竞弃子女、售器具，流殍塞路。少妇不值千钱”——在这种华北平原、黄土高原地区甚至京城北京南面到处“人相食”、流民死尸“塞路”的情况下，甚至出现了把死尸从坟墓里扒出来吃掉的残酷现象，例如1640年在山西永济县，“四门外掘深坑以瘗死者，人就坑剐食其肉。”在江苏丹徒，“三吴皆饥，树皮食尽，至发瘗胔以食”。
山西稷山县志记载，“（崇祯）十一年至十三年（1638-1640年）频旱，野无青草，斗米前文，男女鬻者成市，草根树皮采食殆尽，甚至人相食。有幼孺独行被人攫食者，有殡未旋踵剖冢盗食者，有同食共寝暮夜剐食者，有子死而父母食之者，父母死而子食之者，种种惨凄不胜枚举。”
在这种干旱、蝗灾和，人民死亡高发影响下，瘟疫也随之而来。
史料记载，明代中后期发生了两次大瘟疫，分别在1586—1590年和1640—1644年，而与明代末期持续干旱同步的第二次大瘟疫，程度尤其严重。在这些瘟疫中，鼠疫的危害程度非常大。明清之际华北三省的死亡人口中，至少有500万以上的人口死于鼠疫。
检阅史书可以看到，崇祯十四年（1640年），当时由于长期的干旱，海量的老鼠竟然互相咬着对方的尾巴、成群结队渡过江河险阻，进入安徽、河南、河北等各省觅食，而在长期旱灾和饥荒中饥不择食的灾民中则以老鼠为食，由此更加加重了鼠疫的暴发——当时，整个北方“瘟疫大行，人死十之五六，岁大凶”，当时，往南方督催漕运的户部给事中左懋第在途中给朝廷上疏说，他从天津静海抵山东临清，“见人民饥死者三，疫死者三，为盗者四。米石银二十四两，人死取以食”。
就在明朝灭亡的前一年，崇祯十六年（1643年），蔓延整个华北的鼠疫又传入北京，“京师大疫，死亡日以万计”，“死亡枕藉，十室九空，甚至户丁尽绝，无人收殓者”。由于瘟疫死亡人数实在太多，当时北京城内甚至出现了有的人户全部死光，甚至连收尸人都没有的惨况。
当时，北京城内的人口约为100万人，在这场明朝灭亡前一年的大瘟疫中，北京城预估死亡人数高达20多万人，而剩余的人也奄奄一息，“崇祯十六年大疫，病者吐血如西瓜水立死。”
就在明朝灭亡当年，崇祯十七年（1644年），天津督理军务骆养性就说，“昨年京师瘟疫大作，死亡枕藉，十室九空，甚至户丁尽绝，无人收敛者。”
到了1644年开春，瘟疫又在北京复发。
此时，李自成的军队也从陕西顺利推进到北京附近，当时，北京城内因为鼠疫人口死亡率已经达到了40%左右，由于死人太多，当时北京城中许多街巷都已冷落得无人行走，而负责保卫北京的明军京城三大营，当时名义上有10万人，但除了缺额外，剩下的几万人也大多患病，“鞭一人起，一人复卧如故”，身体已经虚弱得无法守城。加上由于明朝财政艰难、欠饷太久，当时士兵们已经斗志全无。
因此，当李自成的军队于1644年农历三月兵临城下时，已经被瘟疫折磨得半死不活的北京城立刻土崩瓦解。
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综合以上史料可以看出，实际上，灭亡明朝的最大因素，除了内在因素外，其外在的或者说快变量，毫无疑问是来自残酷的连续大规模、长时间的干旱、蝗灾、饥荒和瘟疫等自然灾害。
根据气候统计分析，明朝末年，当时中国正处于小冰期的寒冷期，冬季平均温度比现在要低2左右，当时，中原气温与北方农牧带的降雨量也直抵秦汉时期以来的最低点。
小冰期开始于13世纪，之后经历了相对温暖期，在16世纪中叶到19世纪中叶达到鼎盛。
在国内，通常将15世纪后期至19世纪末气候寒冷期作为小冰期，由于这一时期恰是明清时期，因此也称为“明清小冰期”。
不要小看小冰期时期气候变化出现一两度的气温下降，在农业社会，这点气候的非正常变化足以摧毁整个社会的生产基础，并极大地削弱国家的经济实力，同时连锁产生各种社会不稳定因素。
对此，早在天灾逐渐进入高峰时，崇祯二年（1629年），官员马懋才就在给崇祯皇帝的《备陈大饥疏》中，提到了受灾最为严重的陕北的情况，他说：
“臣乡延安府，自去岁（1628年）一年无雨，草木枯焦。八九月间，民争采山间蓬草而食。其粒类糠皮，其味苦而涩。食之，仅可延以不死。至十月以后而蓬尽矣，则剥树皮而食。诸树惟榆树差善，杂他树皮以为食，亦可稍缓其死。
迨年终而树皮又尽矣，则又掘山中石块而食。其石名青叶，味腥而腻，少食辄饱，不数日则腹胀下坠而死。
最可悯者，如安塞城西翼城之处，每日必弃一二婴儿于其中。有号泣者，有呼其父母者，有食其粪土者。至次晨，所弃之子已无一生，而又有弃子者矣。