Особенности вод в океане определяются в значительной мере процессами водо- и теплообмена с соседними океанами. В частности, запас тепла в водных массах постоянно поддерживается благодаря притоку сравнительно теплых вод из Атлантического океана.
Крупный речной сток (Обь, Енисей, Лена и др..) Также способствует повышению температур и уменьшению солености водных масс, а также создает избыток вод и предопределяет зарождения течений в поверхностном слое от берега. Температура поверхностных вод океана основном близка к температуре замерзания воды при этой солености (-1 ° ... -2 ° С). Только в субарктических районах она повышается до +5 ... +8 ° С.
Характерной чертой океана бы существование льда в течение года. Преобладает многолетний лед - пак - толщиной 2-4 м и более. Летом моря океана значительной мере освобождаются от льда.
Из Северной Атлантики в Северный Ледовитый океан под действием западных ветров поступает мощный поток теплых вод - продолжение Североатлантического течения, движется на восток. От Чукотского и восточносибирских морей воды в океане движутся в обратном направлении - с востока на запад, образуя трансарктический течение. Она выносит полярные воды и льды в Атлантику, в основном, через Датский пролив.