北冰洋的海平面高于南极近5000米，这是由于地球自转，在月球和太阳的引力作用下，地球表面的水在引力方向上凸出形成的结果。北冰洋的最大特点是拥有常年不化的冰盖，冰盖面积占总面积的2/3左右。其余海面上分布有自东向西漂流的冰山和浮冰，仅巴伦支海地区受北角暖流影响常年不封冻。北冰洋大部分岛屿上遍布冰川和冰盖，沿岸地区则多为永冻土带，永冻层厚达数百米。