作为北极地区主体部分的北冰洋（Arctic Ocean）又称为北极海，是世界上面积最小、水深最浅、水温最低的大洋。北冰洋面积仅为1 475万平方千米，不到太平洋的9%。它的平均深度为1 225米，最深处为5 527米。1845年，英国伦敦地理学会命名，经中文翻译为北冰洋，其名称Arctic源于希腊语，意指正对着大熊星座的海洋。其地理范围大致以北极极点为中心，被亚欧大陆、北美大陆和格陵兰岛环抱，经白令海峡与太平洋相通，通过丹麦海峡和史密斯海峡与大西洋相连。

根据自然地理特点，北冰洋分为北极海区和北欧海区两部分。北冰洋主体部分、喀拉海、拉普捷夫海、东西伯利亚海、楚科奇海、波弗特海及加拿大北极群岛各海峡属北极海区；格陵兰海、挪威海、巴伦支海和白海属北欧海区。北欧海区相对水温和气温较高、降水较多、冰层较少、海洋生物资源丰富；北极海区则绝大部分终年被海冰覆盖，水温和气温较低，生物分布稀疏。

北冰洋海底大陆架很广阔，面积约580万平方千米，占北冰洋面积的40%，深海区在大洋中所占的比例很小。北冰洋其余60%海底则属于中央盆地，被3条海岭所分割：罗蒙诺索夫海岭——大约从新西伯利亚群岛穿过北极，至格陵兰岛北岸，岭脊距海面1 000～2 000米；门捷列夫海岭（阿尔法海岭）——从亚洲一侧的弗兰格尔岛至格陵兰岛一侧的埃尔斯米尔岛附近，与罗蒙诺索夫海岭汇合；北冰洋中脊——位于罗蒙诺索夫海岭另一侧，从勒拿河口到格陵兰岛北侧，与穿过冰岛的北大西洋海岭连接，长约2 000千米，宽约200千米。

北冰洋海岸线十分曲折，形成了许多浅而宽的边缘海及海湾。海岸类型中有侵蚀海岸、峡湾式海岸、三角洲型海岸及潟湖式海岸。在亚洲大陆沿岸的边缘海有巴伦支海、喀拉海、拉普捷夫海、东西伯利亚海以及楚科奇海。北美洲沿岸有波弗特海、格陵兰海。北冰洋岛屿众多，仅次于太平洋而居各大洋的第二位。岛屿总面积约为380万平方千米，均属大陆岛，多分布在大陆架上。流入北冰洋的主要河流有鄂毕河、叶尼塞河、勒拿河、马更些河和育空河。在北冰洋周围的各边缘海，有数不清的冰山和浮冰，虽然一般高度和体积都比不上南极的冰山，但外形奇异，有时候也会有非常巨大的冰山出现。冰山顺着海流向南漂去，有的从北极海域一直漂到北大西洋。由于漂流路线不固定，因此给航行在北大西洋上的船舶带来很大的危害。北冰洋有常年不化的冰盖。(www.daowen.com)

北冰洋气候寒冷，洋面大部分常年冰冻。北极海区最冷月平均气温可达-40～-20℃，暖季也多在8℃以下；年平均降水量仅为75～200毫米，格陵兰海可达500毫米；寒季常有猛烈的暴风。北欧海区受北大西洋暖流影响，水温、气温较高，降水较多，冰情较轻；暖季多海雾，有些月份雾期较长，甚至连续几昼夜大雾弥漫。北极海区从水深100～225米到水面的水温为-1.7～-1℃，在滨海地带水温全年变动很大，为-1.5～8℃；而北欧海区，水面温度全年在2～12℃。此外，在北冰洋水深100～250米和600～900米处，有来自北大西洋暖流的中间温水层，水温为0～1℃。

北冰洋洋流系统由北大西洋暖流的分支挪威暖流、斯匹次卑尔根暖流、北角暖流和东格陵兰寒流等组成。北冰洋洋流进入大西洋，在地转偏向力的作用下，水流偏向右方，沿格陵兰岛南下的称东格陵兰寒流，沿拉布拉多半岛南下的称拉布拉多寒流。寒流带走了大量的北极浮冰、冰山和过剩海水，大西洋暖流则为北冰洋带来了大量的高温、高盐海水。

北冰洋洋面绝大部分终年被海冰覆盖，是地球上唯一的白色海洋。北冰洋中央的海冰已持续存在300万年，属永久性海冰。但受到全球气候变暖以及极端高温天气的影响，北冰洋的海冰覆盖面积持续减少，2012年8月27日，美国国家冰雪数据中心显示，在8月26日的卫星观测时，北冰洋的海冰面积已经缩减至只有410万平方千米，北冰洋夏季的海冰量已减少超过40%。美国国家航空航天局科学家乔伊·科米索表示，2012年北极的夏季未出现不寻常的高温，但北冰洋夏季的融冰量令人惊讶。美国国家冰雪数据中心指出，此现象是长期气候暖化的强烈信号，不少科学家均预测2013—2040年可能会出现夏季北冰洋彻底无冰的情况。^[24]