Я́дерная о́сень — гипотетическое состояние климата одного из регионов Земли в результате ограниченной ядерной войны. Для моделирования ситуаций ядерной осени, как правило, используется модель конфликта, где суммарная мощность взрывов составляет от 5 до 40 мегатонн (обычно это эквивалентно использованию 300—400 тактических ядерных боезарядов и / или нейтронного оружия). Эксперты полагают, что подобный конфликт может привести к негативным экологическим последствиям для региона — выпадению кислотных осадков, заражению почв и локальным эпидемиям лучевой болезни и гибели нескольких урожаев. Возможно общее понижение температуры на 1—2 °С. Вероятно, в регионе произойдет массовая гибель широколиственных лесов. Хвойные леса, возможно, сумеют уцелеть и в перспективе несколько расширят свой ареал. В долгосрочной перспективе в регионе, пережившем эффект «ядерной осени», возможен сдвиг времен года: наступление зимы в середине октября, и весны — в середине апреля.
Моделирование эффекта «ядерной осени» использовалось экспертами в начале 1980-х годов при анализе возможного ядерного конфликта в Европе на базе евроракет. В 2000-е годы подобный эффект моделируется для гипотетических ограниченных ядерных конфликтов в Индостане и на Корейском полуострове. Эффект «ядерной осени» может возникнуть и в результате поражения ядерных объектов одного из государств (гипотетическая операция США против Ирана и КНДР).