北极是一个极地地区，位于地球上最北端，其特点是极地条件气候：冬季寒冷，夏季凉爽。冬季平均气温可低至-40℃，有记录的最冷温度为-68℃（-90℉）。海冰由冻结的海水形成，由于它的密度比海水低，所以可以浮在水面上。冰浮出海面的体积大约为12%，可以厚达几米。气候变化的后果在这里非常明显：在北极地区，空气温度的增加往往比地球的平均空气温度要快。每年9月测量的北极海冰的延伸，在1979年至2016年期间，几乎减少了43%（面积比整个澳大利亚还要大）。同时，其厚度（对比同一时期）已大大减少，体积减少了近77%。这对这个特殊的生态系统构成了严重的威胁。

物体表面有能力反射一定比例的来自太阳 的辐射。例如，相同的雪覆盖的表面能比森林反射更多的辐射。反射辐射对于入射辐射的占比被称为反照率。这一现象在影响气候变化的动态中特别重要，尤其是在冰雪覆盖的有着高反照率的维度地区。如果一个被雪或冰覆盖的表面因温度上升而融化，下面的表面，通常是较暗的（如水或岩石），仍然暴露在外面，最后反射的辐射要少得多，从而变成低反照率地区。结果是，地球上的温度继续上升，导致更多的冰雪融化和进一步变暖。这种恶性循环被称为 “冰床反馈”。冰床反馈对气候影响尤其在北极地区十分严重。

北极地区夏季海冰的逐渐融化意味着海洋吸收的热量比有冰盖时要多得多。冰川不仅因为太阳辐射，还因升温的海水进一步加剧了它的融化而缩小。冰雪的融化加剧了地球的变暖。

地球上的冰层覆盖情况有一定的波动是正常的，但是近期冰层的消失，特别是两极的冰层的消失使得海平面在上升，威胁着沿海地区的生存。地球上的大部分冰都位于极地和亚极地地区。目前地球上有两个冰盖：包括格陵兰岛冰盖在内的北极冰盖和南极冰盖。气候变化最明显的影响之一可能是山区冰川和冰盖的消融。高温和其他局部可变因素，如年降雪量，对冰川消融有一些影响。然而，山区冰川和冰盖只占全球冰块的一小部分。最大的部分（即超过99%的全球陆地冰块）来自格陵兰岛和南极洲冰盖。据观察，全球范围内几乎所有冰川质量都会长期递减。

不仅是冰川和冰盖的消融，北半球的降雪量也在减少。自1966年以来，降雪消失的地区多达200多平方公里。

南极洲被地球上最大的冰盖所覆盖。南极的大部分冰都位于大陆上，而另一部分则作为冰架漂浮在海岸。南极洲有如此多的冰，以至于若是整个冰盖的融化，使海平面将上升约58米。

与北极地区发生的情况相反，在1979年至2016年期间，海冰的表面平均每年增加约0.16%。然而，总的来说，冰盖正在减少：在南极洲东部，由于降雪量的增加，内部冰层略有增加，而在南极洲西部，主要由于海水温度的上升，冰盖继续融化。从大陆流入海中的冰的速度增加，使得降雪形成的冰少于入海的冰。由于在南极洲西部的许多地方，陆地上的冰在海平面以下渗透得越来越深，随着冰的消退，温暖的海水的攻击面也会增加。这种现象会进一步加快融化过程，从而加快冰的流速。

据估计，从2003年到2016年，每年内部冰层的总损失约为1410亿吨。

格陵兰冰盖是地球上仅次于南极冰盖的第二大冰盖，它几乎覆盖了格陵兰岛的整个陆地表面，在一些地方，它的厚度超过了三公里。

与北冰洋的冰不同，格陵兰冰盖不在海上，但它覆盖了格陵兰岛的大陆。当它融化时，海平面会上升。科学家和气候学家确认，如果整个冰盖”消失”，将导致海平面上升超过7米。在2002年至2016年期间，格陵兰冰盖损失的冰块量导致每年海平面上升约0.8毫米，这相当于平均每年损失约2800亿吨冰。这种现象主要是由冰层脱落增加和表面冰层融化造成的。需要提及的是，近年来，全球变暖是格陵兰冰盖流失速度越来越快的主要原因。

当大陆上的冰融化时，融化产生的水涌入海中，导致海平面上升。如果这些冰全部融化，估计海平面将上升约66米。

海冰和冰架的情况则不同，它们已经在水中。如果水和其中所含的冰具有相同的盐度，那么这些冰的融化产生的水量与之前被冰取代的水量完全相同。但是，如果海冰和冰架与海水之间的盐分浓度有差异，那么冰的体积就小于其融化后生成的水混入海水导致其增加的体积。因此，在后一种情况下，所有海冰和冰架的融化将导致海平面上升约4厘米，其中最重要的（约3.6厘米）是由冰架造成的。

因此，北极地区海冰的融化对海平面的影响很小。

永久冻土是用来描述地球表面或地下的永久冻土层的术语，在这里是指至少两年内有0℃或以下温度记录的底土。永冻土形成于寒冷地区，如西伯利亚、加拿大、阿拉斯加或山区，覆盖了北半球约24%的表面，它由土壤、砾石和沙子组成，通常附着着冰块。永久性冻土储存了植物和动物的碳基残骸，这些残骸在分解之前就被冻结了。

由于全球变暖，永久冻土并非扮演储存碳的角色，反倒可能成为地球温室气体排放的一个重要来源。如果永久冻土层融化，那些在里面储存了数千年的动物和植物遗骸会再次暴露且让微生物参与其分解过程中。这些过程将植物和动物所含的碳转化为二氧化碳（CO₂）和甲烷（CH₄），然后可以释放到大气中，促成所谓的温室效应，加剧全球变暖。

较高的温度也会导致植物生长的增加，在短期内可以吸收比解冻所释放的更多二氧化碳。然而，不幸的是，这在长期内并不适用，相反，我们看到地球上新的温度上升，从而进一步融化了永久冻土。这种恶性循环被称为 “永久冻土-碳反馈”。通过这种反馈机制，地球升温的速度比仅有人类排放的影响要快。