冬が近づくと北極海の水面は凍り始め、最終的に厚さ1～3ｍの氷の層が形成されます。氷の厚さが3～4ｍになると定着氷は5年から8年は持ちこたえます。

　気温が暖かくなったり風が吹いたりすると真冬であっても氷原が崩壊することがあります。
　また、海流や嵐、潮の動きによっても氷がたわんだり、裂けたりします。亀裂が大きくなると海氷域に、ポリニアと呼ばれる「海水面」ができ、黒色の海水と真っ白なパックアイスが美しい好対照を見せます。

　北極海全体での氷域は冬には1,080万平方kmに達します。夏の終わり頃には北極海の氷域は800万平方kmにまで縮小します。その半分以上は厚さ3～5ｍの融けることのない氷です。

　北極海盆の浮氷群から分離した流氷の主な出口はグリーンランドの東側（大半はスピッツベルゲン島の西）沿いです。この氷は１日12.8kmの速度で漂流して東グリーンランド海流に流れ込み、この海流にのって北大西洋に流出していきます。

　北極の氷は、概ね北緯80°西経170°地点を中心として、巨大な右回りの渦となって流れます。氷は同じく北極海盆を出てカナダ北極圏の群島を通り抜けますが、そのほとんどは島と島の間の狭い海峡で詰まってしまいます。アラスカの海岸からベーリング海峡へと流出していく氷もあります。しかし、北太平洋では氷原はそれほどなく氷山もありません。北大西洋では冬にはラブラドルの沖合からニューファンドランドにかけて240km程の海域に定着氷が見られます。

北極の海には海水以外でできている氷が2種類（氷河の氷と川の氷）があります。グリーンランド西岸を漂流する氷は、「流れの速い氷河」が北大西洋の氷山の主要な発生源となっています。

北極海盆に流れ出ているアジアおよび北米の大河は、「川の氷」の主要な発生源となっています。これが海の氷と同じように、壊れて裂け、数十kmも漂流して北極の海にたどり着くことがあります。