Letusan supervulkan Toba memiliki dampak yang luar biasa pada iklim global. Letusan tersebut melepaskan jumlah material vulkanik yang sangat besar ke atmosfer, mengakibatkan penurunan suhu global secara signifikan. Beberapa peneliti bahkan berpendapat bahwa letusan Toba ini bisa jadi berkontribusi pada periode es yang terjadi pada masa itu.
Letusan Gunung Toba merupakan malapetaka tak terbayangkan dalam sejarah. Bumi seperti mendekati kiamat. Atmosfir bumi terlapisi aerosol sulfat sehingga menghalangi sinar matahari, menyebar ke seluruh dunia. Akibatnya, kegelapan total melanda bumi, sehingga mempengaruhi iklim bumi sampai 1.000 tahun kemudian. Musim dingin berlangsung sepanjang enam tahun.
Antropologis Stanley Ambrose menyimpulkan bahwa musim dingin yang terjadi telah menyusutkan jumlah manusia. Diperkirakan sekitar 2.000 sampai 20.000 orang saja yang bisa bertahan hidup. Hewan dan tumbuhan juga nyaris punah pascaletugas Gunung Toba.