يغطي الجليد البحري معظم مساحة المحيط المتجمد الشمالي طوال العام، إذ تتكون فوق سطحه طبقة واسعة من الجليد العائم تختلف سماكتها باختلاف الفصول، ولذلك يُعد هذا المحيط من أكثر البيئات القطبية برودة على سطح الأرض.

قد تنخفض سماكة الجليد القطبي في بعض مناطق المحيط المتجمد الشمالي إلى نحو مترين خلال الصيف بسبب الذوبان الموسمي، بينما قد تصل سماكته في الشتاء إلى عشرات الأمتار في بعض المواقع وفقًا لطبيعة تراكمه وضغط طبقاته.

تنخفض درجات الحرارة في المحيط المتجمد الشمالي إلى مستويات شديدة البرودة طوال العام، إذ يبلغ متوسطها في الشتاء نحو ٣٠ درجة مئوية تحت الصفر، وقد تهبط في بعض المناطق إلى نحو ٧٠ درجة مئوية تحت الصفر خلال الظروف المناخية القاسية.

تقضي حشرة منّ الورد وحشرة منّ الورد-الحبوب فصل الشتاء على شجيرات الورد، غير أنّ النوع الثاني يتشتت في فصل الصيف إلى الأعشاب ومحاصيل الحبوب. وتُظهر هذه السمة اختلافاً في سلوك النوعين خلال العام؛ إذ يبقى كلاهما مرتبطاً بالورد في مرحلة السكون البارد، ثم ينتقل أحدهما لاحقاً إلى نباتات أخرى عندما ترتفع درجات الحرارة وتتوفر له بيئات غذائية جديدة.

سفالبارد أرخبيل في المحيط المتجمد الشمالي يقع بين النرويج والقطب الشمالي، ويُرجَّح أن الاسكندنافيين هم أول من وصل إليه في القرن الثاني عشر. تبلغ مساحته ٢٣,٥٦١ ميلًا مربعًا (٦١,٠٢٢ كيلومترًا مربعًا)، وتُعد جزيرته الكبرى، سبيتسبيرغن، مسؤولة عن أكثر من نصف إجمالي مساحته البرية.