北冰洋的冬季從11月起直到次年4月，長達6個月。5、6月和9、10月分屬春季和秋季，而夏季僅7、8兩個月。1月份的平均氣溫介于-20～-40°C。而最暖月8月的平均氣溫也只達到-8°C。在北冰洋極點附近漂流站上測到的最低氣溫是-59°C。由于洋流和北極反氣旋的影響，北極地區(qū)最冷的地方并不在中央北冰洋。在西伯利亞維爾霍楊斯克曾記錄到-70°C的最低溫度，在阿拉斯加的普羅斯佩克特地區(qū)也曾記錄到-62°C的氣溫。
就整體而言，北極地區(qū)的平均風速遠不及南極，即使在冬季，北冰洋沿岸的平均風速也僅達到10米/秒。尤其是在北歐海域，主要受到北角暖流的控制，全年水面溫度保持在2～12°C之間，甚至位于北緯69°的摩爾曼斯克也是著名的不凍港。在那個地區(qū)，即使在冬季，15米/秒以上的疾風也比較少見。但由于格陵蘭島、北美及歐亞大陸北部冬季的冷高壓，北冰洋海域時常會出現猛烈的暴風雪。北極地區(qū)的降水量普遍比南極內陸高得多，一般年降水量介于100～250毫米之間，格陵蘭海域則達到每年500毫米。
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