北冰洋的冬季从11月起直到次年4月，长达6个月。5、6月和9、10月分属春季和秋季。而夏季仅7、8两个月。
1月份的平均气温介于负20到40摄氏度。而最暖月8月的平均气温也只达到负8摄氏度。在北冰洋极点附近漂流站上测到的最低气温是负59摄氏度。由于洋流和北极反气旋的影响，北极地区最冷的地方并不在中央北冰洋。在西伯利亚维尔霍杨斯克曾记录到负70摄氏度的最低温度，在阿拉斯加的普罗斯佩克特地区也曾记录到负62摄氏度的气温。
