北冰洋的冬季从11月起直到次年4月，长达6个月。5、6月和9、10月分属春季和秋季。而夏季仅7、8两个月。1月份的平均气温介于-20—-40℃。而最暖月8月的平均气温也只达到-8℃。在北冰洋极点附近漂流站上测到的最低气温是-59℃。由于洋流和北极反气旋的影响，北极地区最冷的地方并不在中央北冰洋。在西伯利亚维尔霍杨斯克曾记录到-70℃的最低温度，在阿拉斯加的普罗斯佩克特地区也曾记录到-62℃的气温。
越是接近极点，极地的气象和气候特征越明显。在那里，一年的时光只有一天一夜。即使在仲夏时节，太阳也只是远远地挂在南方地平线上，发着惨淡的白光。太阳升起的高度从不会超过23.5°，它静静地环绕着这无边无际的白色世界缓缓移动着。几个月之后，太阳运行的轨迹渐渐地向地平线接近，于是开始了北极的黄昏季节。
就整体而言，北极地区的平均风速远不及南极，既使在冬季，北冰洋沿岸的平均风速也仅达到10米／秒。尤其是在北欧海域，主于受到北角暖流的控制，全年水面温度保持在2～12℃之间，甚至位于北纬69°的摩尔曼斯克也是著名的不冻港。在那个地区，即使在冬季，15米／秒以上的疾风也比较少见。但由于格陵兰岛、北美及欧亚大陆北部冬季的冷高压，北冰洋海域时常会出现猛烈的暴风雪。北极地区的降水量普遍比南极内陆高得多，一般年降水量介于100～250毫米之间，格陵兰海域则达到每年500毫米。
与南极大陆不同，北极的生命活动非常活跃。有900种显花植物，上百万只北美驯鹿，数万头麝牛，上千只一群的北极兔，峰年时每公顷多达1500只的旅鼠。北半球全部鸟类的1／6在北极繁育后代，而且至少有12种鸟类在北极越冬。在河流三角洲、苔原湖泊及水池草叶中，可以见到长尾凫、赤颈凫、短颈小野鸭、斑背潜鸭、鹊鸭、秋沙鸭、黑凫、雪鹅等。在山坡高地有北极雷乌、猫头鹰等。渡鸦、海雀、北极燕鸥和黑冠苍鹭在天空飞翔，灰熊、北极狐、北极狼在苔原草甸上巡游，茴鱼、北方狗鱼、灰鳟鱼、鲱鱼、胡瓜鱼、长身鳕鱼、白鱼及北极鲑鱼在河湖中嬉戏。在北冰洋广阔的水域中还有上百万只各种海豹，20万头海象，数千头角鲸和白鲸，20000只北极熊。除此以外，最主要的是，北极地区生活着至少已有上万年历史的当地居民——爱斯基摩人、楚科奇人、雅库特人、鄂温克人和拉普人等。