Kärnvapenkrig, global uppvärmning och genmanipulerade virus är några av de scenarier han pekar ut.
Och han säger att ytterligare framsteg inom vetenskap och teknik kommer att skapa "nya sätt på vilka saker och ting kan gå fel".
Professor Hawking ger årets BBC Reith Föreläsningar, som utforskar forskning om svarta hål, och hans varning kom som svar på publikens frågor.
Han säger att om mänskligheten så småningom etablerar kolonier i andra världar, kommer den att kunna överleva.
"Även om risken för en katastrof för planeten Jorden under ett givet år kan vara ganska låg, det blir med tiden, och blir en nästan säkerhet under de kommande tusen eller tio tusen åren.
"Vid den tiden skulle vi ha spritt ut i rymden, och till andra stjärnor, så en katastrof på Jorden skulle inte betyda slutet för mänskligheten.
"Vi kommer dock inte att etablera självförsörjande kolonier i rymden under åtminstone de kommande hundra åren, så vi måste vara mycket försiktiga under denna period."
Professor Hawkings första Reith-föreläsning kommer att sändas den 26 januari och den 2 februari kl 9 på BBC Radio 4. BBC World Service lyssnare kan ställa in den 26 januari på 15:06 GMT och 2 februari på 15:06 GMT eller komma ikapp online via www.bbc.com/worldserviceradio
BBC News kommer att publicera texten till Prof Hawkings föreläsningar med åtföljande anteckningar av vår vetenskapsredaktör David Shukman.
IWunder: En kort historia av Stephen Hawking
Det är ironiskt att en sådan framstående person inom vetenskapen själv identifierar vetenskapliga framsteg som den största källan till nya hot.
Vid tidigare tillfällen har han lyft fram de potentiella riskerna med att artificiell intelligens (AI) blir tillräckligt kraftfull för att leda till att människosläktet utrotas.
Men han insisterar på att man skall finna sätt att klara av det.
"Vi kommer inte att sluta göra framsteg, eller vända på det, så vi måste inse farorna och kontrollera dem. Jag är optimist, och jag tror att vi kan det."
Prof Hawking bad om råd för unga forskare, och sa att de borde behålla en känsla av förundran om "vår stora och komplexa" universum.
– Ur mitt eget perspektiv har det varit en härlig tid att leva och forska i teoretisk fysik. Det finns ingenting som Eureka ögonblick att upptäcka något som ingen visste tidigare."
Men han sade också att framtida generationer av forskare bör vara medvetna om hur vetenskapliga och tekniska framsteg förändrar världen och hjälpa allmänheten att förstå den.
– Det är viktigt att se till att dessa förändringar går i rätt riktning. I ett demokratiskt samhälle innebär det att alla måste ha en grundläggande förståelse för vetenskapen för att kunna fatta välgrundade beslut om framtiden.
"Så kommunicera klart och tydligt vad du försöker göra inom vetenskapen, och vem vet, du kanske till och med till slut förstår det själv."
Sedan hans diagnos med motorisk neuronsjukdom har Prof Hawkings beslutsamhet att övervinna de enorma fysiska utmaningarna med sitt handikapp varit en källa till beundran och fascination över hela världen.
Hans dotter Lucy, journalist och författare, som har skrivit barnvetenskapliga böcker tillsammans med professor Hawking, ombads förklara sin drive.
"Jag tror att han är enormt envis och har en mycket avundsvärd önskan att hålla igång och förmågan att samla alla sina reserver, all sin energi, all sin mentala fokus och trycka dem alla i det målet att hålla igång," sade hon.
"Men inte bara för att fortsätta för att överleva, utan för att överskrida detta genom att producera extraordinärt arbete, skriva böcker, hålla föreläsningar, inspirera andra människor med neurodegenerativa och andra funktionshinder, och vara en familjeman, en vän och en kollega till så många människor och hålla jämna steg med vänner över hela världen."
Följ David på Twitter.
Mänskligheten hotas av en rad faror, enligt professor Stephen Hawking.