ความล้มเหลวแบบเรียงซ้อนเป็นเงื่อนไขของระบบที่เชื่อมต่อกันเมื่อความล้มเหลวของส่วนหนึ่งหรือส่วนประกอบสามารถนำไปสู่ความล้มเหลวในพื้นที่ที่เกี่ยวข้องของระบบที่แพร่กระจายตัวเองไปยังจุดของความล้มเหลวของระบบโดยรวม มีเหตุการณ์ความล้มเหลวหลายประเภทที่เกิดขึ้นในระบบธรรมชาติและที่มนุษย์สร้างขึ้นตั้งแต่ระบบไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ไปจนถึงระบบการเมืองเศรษฐกิจและระบบนิเวศ สาขาการวิจัยที่เรียกว่าวิทยาศาสตร์ความซับซ้อนพยายามกำหนดสาเหตุของความล้มเหลวดังกล่าวเพื่อสร้างการป้องกันที่อาจป้องกันได้ในอนาคต
ชนิดของเหตุการณ์ความล้มเหลวทั่วไปที่คาดเดายาก แต่เป็นจุดล้มเหลวเพียงจุดเดียวซึ่งองค์ประกอบหนึ่งล้มเหลวและนำไปสู่ผลกระทบโดมิโนอย่างไม่คาดฝันทำให้เกิดการแพร่กระจายอย่างรวดเร็วของสภาพไปยังส่วนอื่น ๆ ของระบบ ตัวอย่างของสิ่งนี้เกิดขึ้นในปี 1996 ในสหรัฐอเมริกาเมื่อสายไฟในรัฐโอเรกอนล้มเหลวและก่อให้เกิดความล้มเหลวอย่างใหญ่หลวงของกริดไฟฟ้าทั่วทั้งสหรัฐอเมริกาตะวันตกและแคนาดาส่งผลกระทบต่อลูกค้า 4,000,000 และ 10,000,000 คน เมื่อสายส่งล้มเหลวมันทำให้กริดไฟฟ้าระดับภูมิภาคแบ่งออกเป็นเกาะเกียร์แยกซึ่งไม่สามารถจัดการกับโหลดที่เพิ่มขึ้นและจากนั้นก็ล้มเหลวซึ่งนำไปสู่การล่มสลายของระบบทั้งหมด ความล้มเหลวที่คล้ายกันเกิดขึ้นในรัฐโอไฮโอสหรัฐอเมริกากลางตะวันตกในปี 2003 ซึ่งนำไปสู่ไฟฟ้าดับที่ใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์ของสหรัฐอเมริกา
บ่อยครั้งที่ความล้มเหลวแบบเรียงซ้อนเกี่ยวข้องกับหลาย ๆ ระบบที่ล้มเหลวเนื่องจากเอฟเฟกต์ผีเสื้อซึ่งเหตุการณ์เล็ก ๆ น้อย ๆ ดูเหมือนจะกระเพื่อมออกมาเพื่อสร้างระบบที่ใหญ่กว่ามาก ตัวอย่างของสิ่งนี้คือความผิดพลาดของเครื่องบิน DC-10 เหนือกรุงปารีสประเทศฝรั่งเศสในปี 1974 สังหารทุกคนบนเครื่องบิน การตรวจสอบสาเหตุของการชนภายหลังพบว่าประตูตู้เก็บสัมภาระไม่ได้ติดตั้งอย่างเหมาะสม ชายที่มีความรับผิดชอบโดยตรงที่สุดต่อเรื่องนี้ไม่สามารถอ่านภาษาอังกฤษได้ดังนั้นจึงไม่สามารถอ่านคำแนะนำวิธีการติดตั้งประตูให้แน่น
การออกแบบทางเทคนิคสำหรับประตูตู้สินค้าอนุญาตให้ปิดได้โดยไม่ต้องใช้สลักล็อค เมื่อเครื่องบินไต่ระดับขึ้นไปถึง 13,000 ฟุต (3,962 เมตร) แรงดันภายในทำให้ประตูหลุดออกไปและการบีบอัดระเบิดรอบ ๆ ประตูเมื่อมันระเบิดออกจากการควบคุมไฮดรอลิกที่เสียหายในพื้นที่ซึ่งทำให้นักบินสูญเสียการควบคุมอย่างสมบูรณ์ อากาศยาน. สาเหตุที่แท้จริงของความล้มเหลวดังกล่าวเป็นเรื่องยากที่จะตรวจสอบ มันครอบคลุมพื้นที่ของการศึกษานโยบายของรัฐบาลสำหรับการจ้างของผู้อพยพการออกแบบทางวิศวกรรมสำหรับระบบไฮดรอลิกส์และ avionics และระบบสนับสนุนทางสังคมนอกระบบภายในสภาพแวดล้อมการทำงาน
กริดพลังงานของระบบไฟฟ้าแรงสูงเป็นตัวอย่างที่เด่นชัดที่สุดของเหตุการณ์ความล้มเหลวขนาดใหญ่ที่ล้มเหลว แต่ความล้มเหลวในระบบขนาดใหญ่นั้นไม่ได้เกิดขึ้นได้ยาก จากการจราจรติดขัดไปจนถึงการล่มของตลาดหรือไฟป่าที่เริ่มต้นด้วยการจุดประกายเพียงครั้งเดียวระบบล่มขนาดใหญ่มักเป็นผลโดยตรงจากสิ่งที่เรียกว่าเหตุการณ์ความล้มเหลวของไบแซนไทน์ซึ่งองค์ประกอบของระบบล้มเหลวในลักษณะที่ผิดปกติ ฟังก์ชั่นและทำลายสภาพแวดล้อมก่อนที่จะปิดตัวลงอย่างสมบูรณ์ เหตุการณ์ดังกล่าวเผยให้เห็นสภาพพื้นฐานของระบบที่ซับซ้อนทั้งหมดที่อธิบายโดยทฤษฎีความโกลาหลซึ่งเป็นเรื่องของการพึ่งพาที่ละเอียดอ่อน คาดว่าแต่ละส่วนของระบบจะทำงานภายในช่วงของพารามิเตอร์ที่กำหนดและเมื่อมันอยู่นอกช่วงนั้นมันสามารถเริ่มปฏิกิริยาลูกโซ่ที่เปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของทั้งระบบ
เคสเลอร์ซินโดรมเป็นตัวอย่างหนึ่งในหลาย ๆ ที่วิทยาศาสตร์พยายามที่จะก้าวไปข้างหน้าของเส้นโค้งและทำนายความล้มเหลวแบบเรียงซ้อนก่อนที่มันจะเกิดขึ้น ตามทฤษฎีของโดนัลด์เคสเลอร์ในปี 1978 นักวิทยาศาสตร์ชาวสหรัฐอเมริกาที่ทำงานให้กับวิชาการการบินและอวกาศแห่งชาติ (NASA) ได้จัดทำแผนภูมิผลกระทบของการชนกันของวัตถุในวงโคจรโลกต่ำ (LEO) การชนกันดังกล่าวเมื่อเวลาผ่านไปจะทำให้เกิดการเพิ่มจำนวนของอนุภาคขนาดเล็กใน LEO หรือที่รู้จักกันในชื่อเข็มขัดเศษเล็กเศษน้อยทำให้การเดินทางสู่อวกาศมีความเสี่ยงมากขึ้นกว่าเดิม เศษซากมากกว่า 500,000 ชิ้นที่อยู่ในวงโคจรเดินทางด้วยความเร็วสูงถึง 17,500 ไมล์ต่อชั่วโมง (28,164 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) มีการติดตาม ณ ปี 2554 อย่างต่อเนื่องเพื่อหลีกเลี่ยงการชนที่รุนแรงในอนาคต อนุภาคที่มีขนาดเล็กเท่ากับหินอ่อนอาจสร้างความเสียหายอย่างไม่สามารถแก้ไขได้ต่อยานอวกาศของทหารหรือวิทยาศาสตร์เมื่อเกิดการชนส่งผลให้เกิดการเสียชีวิตหรือผลกระทบทางการเมืองและระบบนิเวศน์ในสัดส่วนที่ไม่เหมาะสม
