北冰洋地區的大陸和島嶼的海岸線曲折，沿亞洲和北美洲的海岸都有較寬的大陸架。北冰洋的陸棚很發達，最寬的在1200千米以上。
北冰洋的中央橫亙羅蒙諾索夫海嶺，從亞洲的新西伯利亞群島橫穿北極直抵北極洲的格陵蘭島北岸。在北冰洋，峰頂壹般距水面1000米～2000米，但也有個別的峰頂距水面僅有900多米。在北冰洋地區經常會有火山和地震活動。在北歐海區的東北部為大陸架，西北部為深水區，以格陵蘭島海最深，最深可達5.527米。
北冰洋的氣候非常的寒冷，海洋表面常年被壹層厚厚的冰所覆蓋。在北極地區海區最寒冷的月份，平均氣溫可達零下20℃到零下40℃，即使是在暖季，氣溫也只是在8℃以下。北冰洋的降水量特別的少，年平均降水量僅是75毫米～200毫米，但是格陵蘭海的降水量相對要高壹些，可達到500毫米。
在北歐海區，寒季經常會有暴風，因為經常受到北冰洋暖流的影響，水溫和氣溫都較高，降水也比較多，洋面結冰的情況還不是很嚴重；在暖季的時候，在海平面上經常會霧，有的時候甚至是幾天幾夜都是大霧不斷。在北極海區，濱海地帶的水面全年的變動很大，從1.5℃到8℃不等。北歐海區的水面全年都在2℃～12℃之間。