Theo tài liệu thu được từ khoan địa chất đại dương, một số nhà khoa học cho rằng, khoảng 65 triệu năm trước, khí hậu trên trái đất đã xảy ra sự biến đổi bất thường, nhiệt độ đột ngột tăng cao. Sự biến đổi này khiến cho các động vật biến nhiệt như khủng long, có khả năng tản nhiệt kém, không thể thích ứng tốt với môi trường, dẫn đến rối loạn hệ thống nội tiết trong cơ thể chúng, đặc biệt là gây tổn hại nghiêm trọng cho hệ thống sinh sản của cá thể đực. Kết quả là, khủng long không thể sinh sản, dẫn đến sự tuyệt chủng cuối cùng.
Cũng có một lý thuyết khác, mặc dù cũng cho rằng sự thay đổi khí hậu đột ngột dẫn đến sự tuyệt chủng của khủng long, nhưng quá trình suy luận lại khác. Các học giả của trường phái này cho rằng, khoảng 70 triệu năm trước, Bắc Băng Dương đã hoàn toàn bị tách biệt khỏi các đại dương khác bởi đất liền, và trong những ngày cuối cùng, nước biển mặn đã dần dần trở thành nước ngọt do ảnh hưởng của nhiều yếu tố. Đến khoảng 65 triệu năm trước, “đê” ngăn cách Bắc Băng Dương với các đại dương khác bỗng nhiên bị vỡ. Lượng nước Bắc Băng Dương đã bị pha loãng và trở nên nhẹ đã tràn vào các đại dương khác. Do nhiệt độ nước ở Bắc Băng Dương rất thấp, những dòng nước lạnh “tràn ra” này đã tạo thành một lớp nước lạnh, khiến nhiệt độ nước đại dương trên trái đất giảm nhanh chóng khoảng 20 độ. Sự giảm nhiệt độ của đại dương đã ảnh hưởng nghiêm trọng đến khí hậu lục địa, làm cho không khí trên lục địa trở nên lạnh. Đồng thời, độ ẩm trong không khí cũng nhanh chóng giảm, gây ra hạn hán phổ biến trên đất liền. Những biến đổi khí hậu này đã dẫn đến việc khủng long bị tuyệt chủng.
Một con đường khả thi mà sự biến đổi khí hậu gây ra sự tuyệt chủng của khủng long là ảnh hưởng nghiêm trọng đến trứng của chúng. Một số nhà khoa học đã phát hiện ra rằng, vào cuối kỷ Phấn Trắng trước khi khủng long tuyệt chủng, vỏ trứng khủng long có xu hướng mỏng đi, cho thấy đã có sự biến đổi khí hậu đột ngột trước khi khủng long bị tuyệt chủng. Một số nhà cổ sinh vật học của nước ta cũng phát hiện rằng, trong một số địa điểm khai thác hóa thạch có trứng khủng long, những quả trứng khủng long gần thời gian tuyệt chủng có lỗ khí trên vỏ trứng ít hơn so với những thời kỳ khác, điều này có thể liên quan đến khí hậu trở nên lạnh và khô.
Thẻ động vật: Khủng long