北极气候的特点是冬季寒冷漫长,夏季短暂凉爽。北极地区的气候变化多样,但冬夏二季都会经历极端的日照变化。部分地区终年被冰雪覆盖(海冰、冰川或积雪),此外绝大部分地区每年中的大部分时间地表都有冰雪。北极各地区一月份的平均气温在-40℃至0℃之间,冬季大部分地区的最低气温可低至-50℃以下。七月份的平均气温在-10℃至10℃之间,某些地区夏季最高温度可达30℃以上。
北极地区中部是北冰洋,四周环绕着欧、亚、美洲大陆。因此,北极地区的气候因海洋水体而变得较为温和。北极地区的海水温度基本维持在-2℃以上。正因为有这样相对温暖的海水,在冬季,尽管水面上漂浮着巨大的冰盖,北极仍旧不是北半球最寒冷的地区,而且明显比南极更“温暖”。而在夏季,冰凉的海水也使北冰洋沿岸地区的气温较低。
北极的冬季,主要受强大而持久的地面逆温控制,地表温度在-30℃以下,距地表500米高度上,气温升到-25℃左右,到1500米高度上,温度约为-20℃,在5001500米之间,通常有一深厚的等温层。
夏季地面及冰面上的积雪开始融化,地面变湿,水分蒸发,扰动混合,建立了地面混合层。夏季有40%的时间中层仍然存在着平流逆温,但强度较弱,且北极盆地上空地面逆温的频数是15%~20%。