气候异常 - 特旱与大涝
郯城大地震的前四年，即1664年的秋冬，山东西部，河南，河北，江苏和安徽等出现大面积干旱。次年（1665年）旱情持续发展，山东除胶东半岛麦收十分之二外，其它各地夏、秋绝产，千里赤地，草木皆枯。有的县出现了“人相食” 的惨景。震前的干旱范围之大，旱期之长，旱情之严重，前所未有的罕见，可谓“特大干旱”。
大旱后三年，大地震发生。在大震发生时的震后，山东、郯城、莒县、诸城、安丘、青岛等地；江苏泗阳，涟水，淮阳等地，受到霉雨洪水的侵袭。郯城“更苦罐雨洪不停休，满陌秋田涨流”；莒县：“二十七露雨不止，平地水深三尺，天千淹没”；江苏：“城内大水行舟天雨五十日，地震之后又雨五十日”。由于震后霉雨连绵，天雨不止，造成震后灾情更为惨重。