تحتج مشكلة الشر الطبيعي بأن وجود المعاناة الناتجة عن العمليات الطبيعية—الزلازل والأمراض والجفاف وغيرها من الظواهر المستقلة عن الفعل البشري—يتعارض مع أو يقدم دليلاً قوياً ضد وجود إله قادر على كل شيء وعالم بكل شيء وخيّر مطلق. وعلى عكس الشرور الأخلاقية التي تُنسب إلى الإرادة الحرة البشرية، فإن الشرور الطبيعية لا تخدم أي غرض واضح في كون يحكمه الإله. تسير الحجة عادة بالقول إن الإله الخيّر تماماً سيمنع المعاناة غير المبررة، وأن الإله العليم سيكون على دراية بجميع الشرور الطبيعية، وأن الإله القدير يمكنه القضاء عليها دون انتهاك أي خير أعظم. وبما أن هذه الشرور موجودة بوضوح، تخلص الحجة إلى أن الإله إما يفتقر إلى إحدى هذه الصفات أو أنه غير موجود على الإطلاق.
لمشكلة الشر الطبيعي جذور قديمة لكنها اكتسبت صياغة منهجية في العصر الحديث. عبّرت محاورات ديفيد هيوم حول الدين الطبيعي (1779) بقوة عن كيف تتحدى معاناة الحيوانات والكوارث الطبيعية الإيمان بالإله. احتج جون ستيوارت ميل في مقاله "الطبيعة" (1874) بأن قسوة الطبيعة تجعلها غير صالحة كنموذج أخلاقي وغير متوافقة مع التصميم الخيّر. في القرن 20، تكثفت المشكلة بعد أحداث مثل زلزال لشبونة 1755، حيث طور فلاسفة مثل وليام رو الحجة الاستدلالية من الشر الطبيعي في "مشكلة الشر وبعض أنواع الإلحاد" (1979). يشمل المدافعون المعاصرون بول درابر، الذي يحتج في "الألم واللذة: مشكلة استدلالية للمؤمنين بالإله" (1989) بأن الطبيعانية تفسر توزيع الألم واللذة أفضل من الإيمان بالإله.
اتخذت الردود الإيمانية على الشر الطبيعي أشكالاً متعددة. تحتج نظرية تكوين النفوس، التي طورها جون هيك في الشر وإله المحبة (1966)، بأن الشرور الطبيعية توفر شروطاً ضرورية للتطور الأخلاقي والروحي. يؤكد ريتشارد سوينبرن في العناية الإلهية ومشكلة الشر (1998) أن الشرور الطبيعية تمكّن من استجابات بشرية ذات مغزى مثل الرحمة والشجاعة. يحتج لاهوتيو العملية مثل ديفيد راي غريفين في الله والقوة والشر (1976) بأن قوة الله إقناعية وليست قسرية، مما يجعل الشر الطبيعي حتمياً. يرد النقاد بأن هذه النظريات تفشل في تبرير الكم الهائل وتوزيع المعاناة الطبيعية، خاصة بين غير القادرين على تكوين النفوس مثل الرضع والحيوانات، وأن الإله القدير يمكنه بالتأكيد تحقيق هذه الخيرات دون وسائل متطرفة.
تختلف مشكلة الشر الطبيعي عن الصياغات ذات الصلة في تركيزها تحديداً على المعاناة من مصادر غير فاعلة. وعلى عكس المشكلة المنطقية للشر، فهي لا تدعي التناقض الصوري بل التوتر الاستدلالي. وعلى عكس المشكلة الاستدلالية للشر بمفهومها الواسع، فهي تستبعد الشرور الأخلاقية تماماً. وعلى عكس دفاع الإرادة الحرة، الذي يتناول الشر الأخلاقي من خلال الحرية الليبرتارية، لا يمكن للشر الطبيعي أن يستند إلى الإرادة الحرة المخلوقة كسبب له، مما يتطلب نظريات مميزة تركز على تكوين النفوس أو القانون الطبيعي أو القيود المعرفية.