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.

يُقصد بالجليد القطبي الدائم في المحيط المتجمد الشمالي الجليد الذي يبقى متجمدًا عامًا بعد عام ولا يذوب بالكامل خلال فصل الصيف، ولذلك يكون عادة أكثر سماكة وعمرًا من الجليد الموسمي.

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.

جزيرة أوشاكوف جزيرة معزولة تقع في المحيط المتجمّد الشمالي ضمن أراضي روسيا، تتميز بموقعها القطبي وظروف مناخية قاسية تشمل درجات حرارة منخفضة وجليد بحري موسمي، وتندرج ضمن الجزر الصغيرة النائية التي لا تشهد سكاناً دائمين وغالباً ما تُستخدم لأغراض علمية أو بيئية موسمية.

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.