北冰洋
北冰洋处高纬区，得到的太阳辐射少，加上夏季冰雪融化消耗大量热量，所以气温比地球上其他区域低。冬季极夜期长179天，冷月份（1～3月）平均气温约为-40℃，近海区为-30℃，最低温度为-53℃。夏季极昼期长180天，暖月份（7～8月）平均气温在极地附近为0℃，沿岸地区为7℃。
南极洲
有三個因素导致了南极洲比北极地区還要寒冷：第一，南极大部分地区海拔高度都在3000米以上，而整个北极地区几乎都处于海平面附近；第二，北极地区大部分是北冰洋，而南极地区大部分都是陆地。由于陆地比热小，升温和降温都比較快，南极在夜间降温更快；第三，地球在7月份的时候达到远日点，在1月份的时候达到近日点，日地距离的变化使南极处于冬季时接受到的辐射相较北极处于冬季时更少。其中前两者为主要原因，后者为次要原因。