北冰洋有巴伦支海、波弗特海、楚克奇海、东西伯利亚海、格陵兰海、哈得逊湾、哈得逊海峡、喀拉海、拉普捷夫海、白海和巴芬湾等边缘海和陆间海。

洋面上有长年不化的冰层，占北冰洋面积的三分之二，厚度多在2－4米左右。中央的海冰已持续存在300万年，是永久性的海冰。水温大部分时间在0℃以下。当海水向南流进大西洋时，瓦解的冰山就随之流入大西洋，给航运带来威胁。1912年4月15日，泰坦尼克号客轮就是撞到漂流的冰山而沉没的，造成巨大的人员和财产损失。