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
南极部分地区的气温正在升高，尤其是在南极半岛附近。一份发表于2009年的研究报告显示，南极大陆在1957年至2006年间每十年平均升温0.05℃以上，西部南极洲在50年間每十年升温0.1℃以上。这个现象在冬春两季尤为明显，而變暖現象會被东部南极洲的秋季降温现象部分抵消。同时还有研究显示南极洲变暖现象是人类二氧化碳的排放造成的，不过这个说法目前仍存在争议。尽管西部南极洲表面升温幅度很大，却没有造成该地区冰层的大面积融解，也沒有直接影響西南極冰蓋对海平面升高的作用。相反，近年来冰川加速外流被认为是由大陆架附近深海流入的温暖海水造成。南极半岛对于海平面的净影响更有可能是幅度更大的大气变暖所導致的。