北極地區屬於不折不扣的冰雪世界，但由於洋流的運動，北冰洋表面的海冰總在不停地漂移、裂解與融化，因而不可能像南極大陸那樣經歷數百萬年積累起數千米厚的冰雪。所以，北極地區的冰雪總量只接近於南極的1／10，大部分集中在格陵蘭島的大陸性冰蓋中，而北冰洋海冰、其他島嶼及周邊陸地的永久性冰雪量僅佔很小部分。
北冰洋表面的絕大部分終年被海冰覆蓋，是地球上唯一的白色海洋。北冰洋海冰平均厚3米，冬季覆蓋海洋總面積的73％，約有1000～1100萬平方公里，夏季覆蓋53％，約有750～800萬平方公里。中央北冰洋的海冰已持續存在300萬年，屬永久性海冰。
海冰南界不固定，隨著水文氣象條件的變化，往往能變動幾百公里。在風和海流的作用下，浮冰可疊積並形成巨大的浮冰山。通常所見的絕大多數冰山指的是那些從陸緣冰架或大陸冰蓋崩落下來的直徑大於5米的巨大冰體。大型的桌狀冰山的厚度一般可達200～300米，平均壽命長達4年。如果運氣好，還可以看到特別巨大的冰山，長數十公里，像一片白色的陸地橫亙在暗灰的海面上。
北冰洋海冰形成的浮冰山與來自格陵蘭等島嶼的冰川及冰架形成的冰山一起，隨海流進人大西洋或阿拉斯加外海，個別冰山可向南漂移到北緯40o。1912年世界最豪華的客輪“泰坦尼克”號首航時就撞上了一座從北冰洋漂出的冰上而沉沒，造成世界航海史上著名的“冰海沉船”慘劇。
儘管北冰洋的大部分洋面被冰雪覆蓋，但冰下的海水也像全球其他大洋的海水一樣在永不停息地按照一定規律流動著。如果説潮汐是大海的脈搏，那麼海水的環流就是大海的生命。在北冰洋表層環流中起主要作用的是兩支海流：一支是大西洋洋流的支流——西斯匹次卑爾根海流，這支高鹽度的暖流從格陵蘭以東進入北冰洋，沿陸架邊緣作逆時針運動；另一支是從楚科奇海進來，流經北極點後又從格陵蘭海流出，並注入大西洋的越極洋流（東格陵蘭底層冷水流）。它們共同控制了北冰洋的海洋水文基本特徵，如水團分佈，北冰洋與外海的水交換等。
此外，挪威暖流和北角暖流的作用也不可忽視。據最新統計的觀測數據，大西洋洋流每年向北冰洋注入72000立方公里海水，北太平洋海流注人30000立方公里海水，而周邊陸地的河流注入4400立方公里淡水。這樣，北冰洋的洋底冷水流就必須以每年10.5萬立方公里的規模，經過深2700米，寬450公里的弗拉姆海峽涌入北大西洋。這些北冰洋洋流對於北極及周邊地區的氣候特徵及生態環境産生了巨大影響。
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