Gli altri effetti di una o più esplosioni termonucleari vennero scoperti a molti anni di distanza dalle esplosioni di Hiroshima e Nagasaki, in parte perché le bombe costruite successivamente erano molto più potenti ed in parte perché molti degli effetti non erano stati affatto previsti.

Al momento di un'esplosione nucleare molto materiale, polveri oppure terra, viene sollevato dal terreno e si mescola con minute porzioni radioattive dei resti dell'esplosione. Anche se la quantità totale di questo materiale si misurerà in tonnellate(o decine di tonnellate), esso è composto da polveri che possono venire trasportate nell'atmosfera anche a migliaia di chilometri di distanza. Quindi esso ricade mescolato alla pioggia, quando è ancora radioattivo, in varie forme. Ad esempio, l'isotopo ⁹⁰Sr(stronzio 90), che può depositarsi nel midollo delle ossa e provocare la leucemia, o lo ¹³¹I(iodio 131) che si deposita nella tiroide e ne provoca il cancro. Entrambi questi isotopi erano presenti nella nube radioattiva provocata dall'esplosione di Chernobyl e la loro ricaduta sull'Italia provocò, all'epoca, il divieto di consumo di alcuni cibi tra cui l'insalata.

E' estremamente difficile prevedere dove il fall-out di una certa esplosione nucleare ricadrà: ciò dipende dalle correnti atmosferiche variabili e da quando pioverà. Nel caso di una guerra termonucleare globale, con ogni probabilità l'intero pianeta subirebbe una ricaduta radioattiva tale da rendere la vita animale e vegetale impossibile per migliaia di anni.

Negli anni Cinquanta e Sessanta furono fatti esplodere nell'atmosfera, a scopo sperimentale, numerosi ordigni nucleari. Negli anni successivi diversi studiosi sostennero che il fall-out conseguente a questi esperimenti aveva prodotto danni all'uomo e all'ambiente; tale danno fu, tuttavia, ufficialmente riconosciuto solo nel 1984, quando nello stato dell'Utah (USA) un giudice federale accettò il ricorso contro lo Stato di 10 persone colpite da cancro e imputò queste malattie alla negligenza del governo, che non aveva saputo approntare misure adeguate per proteggere i cittadini dall'esposizione al fall-out radioattivo. Fu una sentenza storica. Nel 1991, dopo il crollo del regime sovietico, il mondo è venuto a conoscenza di casi drammatici di contaminazione radioattiva conseguenti al fall-out di esperimenti atomici nell'atmosfera su vaste aree popolate della Russia e della Siberia.

Da quando, nel 1963, i test atomici atmosferici furono messi al bando con la firma di un trattato di interdizione, i livelli di fall-out sono decaduti ovunque. Una certa ricaduta nucleare si è prodotta in Europa in seguito all'incidente alla centrale nucleare di Chernobyl, in Ucraina, nel 1986.

Quest'effetto è una delle possibili conseguenze di più esplosioni nucleari. Ognuna di esse solleverà una gran quantità di polveri che per mesi rimarranno sospese nell'atmosfera. E' stato ipotizzato che la quantità di tali polveri sia sufficiente per schermare i raggi del sole e provocare, quindi, un abbassamento della temperatura media del pianeta di qualche grado. Ciò sarebbe sufficiente a provocare la scomparsa di molte specie animali e vegetali. Quest'effetto non è stato, per la verità, scoperto, ma solo previsto sulla base di calcoli, la cui validità deve essere ancora provata. C'è chi pensa, ad esempio, che la minor quantità di calore arrivata sulla terra sarebbe compensata da una sorta di effetto serra, provocato dalle polveri stesse. Non è quindi chiaro se la temperatura diminuirebbe, resterebbe invariata o, addirittura, aumenterebbe.

Quest'effetto fu scoperto negli anni '60, in seguito ad esplosioni nucleari sperimentali. La sigla EMP sta per ElectroMagneticPulse cioè impulso elettromagnetico.