רכס הרים תת-ימי, הנקרא רכס לומונוסוב, מחלק את האוקיינוס לשני חלקים: אוקיינוס הקרח האירואסיאתי (הנמצא בצד המזרחי של הרכס) ואוקיינוס הקרח הצפון אמריקאי (הנמצא בצד המערבי של הרכס). שני החלקים נקראים גם נאנסן והיפרבוריאן בהתאמה.
לאוקיינוס זורמים מים רבים בעיקר מן האוקיינוס האטלנטי דרך זרם הים הנורווגי, הנכנס לאוקיינוס הקרח וזורם לאורך החוף האירואסיאתי. מים זורמים לתוך האוקיינוס גם מן האוקיינוס השקט דרך מצר ברינג. זרם המים היוצא מן האוקיינוס זורם בעיקר לזרם הים המזרחי של גרינלנד. טמפרטורת המים ומליחותם משתנה במשך השנה בהתאם לקיפאון והפשרת הקרח. במשך רוב השנה שטח האוקיינוס מכוסה קרח, מה שמגביל את פעילות בעלי החיים באוקיינוס לאזורים המופשרים והדרומיים יותר. אזור הקוטב והאוקיינוס מהווים את המקור העיקרי לאוויר הקר, הגורם כאשר נפגש בקווי הרוחב האמצעיים (20–70 מעלות צפון) עם אוויר חם מהאזור המשווני, לפעילות מזג אוויר ענפה, הכוללת משקעים קפואים (שלג) ונוזליים (גשם). באוקיינוס אין נמלים רבים ותנועת המסחר בו נמוכה, אך דרכו עוברת הדרך הימית הקצרה ביותר בין צפון אמריקה לרוסיה. הנמלים העיקריים של אוקיינוס הקרח הצפוני ממוקמים בערים מורמנסק וארכנגלסק שברוסיה. פעם בשנה נערך בגרינלנד ועידת האוקיינוס הארקטי בו מתקבלות החלטות בנוגע לאוקיינוס. מדענים צופים שבעקבות ההתחממות העולמית, כל הקרחונים באוקיינוס הקרח הצפוני יִמַּסּוּ.[דרושה הבהרה]
