Средняя температура Северного Ледовитого океана близка к нулю из-за арктического климата. 12 На протяжении года над океаном царят холодные арктические воздушные массы, а большая часть солнечной энергии отражается льдом. 1 Вследствие этого средняя температура воздуха летом приближается к нулю, а зимой колеблется от -20 до -40 °С. 1

Также низкая температура поверхностных вод океана связана с сильным распреснением поверхностного слоя вследствие стока многих полноводных рек, большого количества пресных осадков и малого испарения. 4 В прибрежных зонах побережья Азии, близ устьев сибирских рек, солёность снижается примерно до 10%. 4

Кроме того, небольшая глубина моря на мелком шельфе способствует тому, что вода хорошо промерзает до дна, и на поверхности моря не наблюдается притока более тёплых вод с глубинных горизонтов. 4