提起北极，人们脑海中便浮现出一幅白雪皑皑、常年封冻的冰冷世界景象。
不错，北极的最大特点就是寒冷。这是由于地球自转轴相对于绕日公转平面法线有一个23.5°的倾角，导致阳光只能斜斜地照射该地区，辐射热量很少。北极每年有一半时间是漫漫长夜，太阳刚升起就又落下。北极地区每年冬季持续达9个月，最冷月份平均气温在零下40℃以下，最低达零下70℃。
北极地区四周是大陆，中间是近乎封闭的海洋，平均深约1225m。大部分洋面常年冰冻，其余海面分布有自东向西漂流的冰山和浮冰。北冰洋大部分岛屿遍布冰川和冰原，地球第一大岛格陵兰岛常年覆盖的冰雪平均厚达2300m。岛上冰层积得很厚时掉落海中成为冰山，这些冰山最后漂向大西洋，对船舶通航造成威胁。1912年豪华客轮“泰坦尼克”号在它首次出航时就因撞上冰山而沉没。
尽管人类在北极圈内生活已有近千年的历史，但对北极了解的时间并不长。最初几批探险家为了寻找一条能够绕过北美大陆顶端的海上航路，驾乘狗拉雪橇，逐渐深入北冰洋内地。1896年，挪威人南森利用浮冰穿越北冰洋。直到1909年，美国人皮里才首次到达北极点。
1882年，一些国家曾共同开展名为“国际极地年”的联合考察活动，重点是对北极地区极光和地磁进行研究。1932年和1950年，又先后举办了两次“国际极地年”活动，科学家在北极地区建立了40个常年观测站，对北极的地理、气候、冰层、海底地形和地质等进行深入探索。
在20世纪90年代，科学家从北极厚厚的冰原上钻取冰芯，通过分析冰芯中每年冰的生成层以及封闭在冰芯内的微量空气，可以获得古代地球气候数据，揭示出北极地区气候波动起伏变化的长期历史。
北冰洋正在变成无冰的海洋在过去半个世纪里，北极地区气候变暖的步伐在大大加快，平均气温上升了3～4℃，气温升速约为此前的4倍。目前北极冰层已经比30年前平均薄了1m多，海冰覆盖面积每10年减少3%，有些地方海冰厚度降幅达40%，正在消融的冰原使海平面每10年升高约2mm。
以往北极，破冰船须破开2～3m厚的冰层才能前进。而近年夏季，北极点附近冰层稀薄，甚至出现一片片海面，大群海鸥在空中飞翔，这在北极是前所未有的。以这样的速度，未来100年，气温还将继续上升4～7℃，可能导致北极冰原全部融化，北冰洋将成为完全无冰的海洋。