북극의 환경 변화는 북극뿐만 아니라 지구 전체에 영향을 미친다. 또 남극과 함께 지구의 기온을 일정한 범위 안에서 유지시키는 일을 한다. 환경 변화에 대처하기 위해서는 북극 기후 변화 추이의 이해가 반드시 필요하다.

북극은 적은 일사량과 상대적으로 높은 지면 알베도로 인해 태양으로부터 얻는 에너지보다 잃는 에너지가 더 많아 기본적으로 기온이 매우 낮다. 그래서 남극과 함께 전 지구 기온을 일정 범위 내에 있도록 한다. 북극에서 가장 추운 지역은 시베리아로, 1892년 시베리아 베르호얀스크에서 관측된 기온은 영하 67.3도였다. 하지만, 기단의 이동, 해류, 지형, 해빙 등의 요인으로 인해 지역에 따라 큰 차이를 보이는데 겨울에는 30도 이상 차이가 날 수 있다.

북위 66.5도 이북의 북극은 태양으로부터 받는 복사 에너지(일조량)가 계절에 따라 큰 변화를 보이는데 여름에는 태양이 지지 않는 백야와 겨울에는 태양이 뜨지 않는 극야가 존재한다. 백야와 극야는 북극점에 가까울수록 길어지며, 북극점에서는 1년 중 반이 낮이고, 나머지 반은 밤이다.

북극의 기후 특징 가운데 또 다른 하나는 반영구적인 고기압과 저기압이 특정 지역에 나타나며 계절에 따라 그 세력이 변한다는 것이다. 겨울에는 시베리아와 캐나다에 고기압이 자리 잡으며, 시베리아 고기압은 아시아 지역의 한파와 관련이 있다. 아이슬란드 저기압은 아이슬란드 근처에, 알류샨 저기압은 알류샨 열도 근처에 위치한다. 이들 저기압은 그 주변 지역에서 발생하는 잦은 이동성 저기압과 관련이 있으며, 겨울철 북극과 그 주변 지역 기상에 큰 영향을 미친다.