Площа океану – 14,1 млн. км2. Максимальна глибина - 5527 м. Кількість морів – 11. Найбільші моря – Гренландське, Норвезьке, Карське, Бофорта. Найбільша затока – Гудзонова. Найбільші острови і групи островів – Гренландія, Канадський Арктичний архіпелаг, Шпіцберген, Нова Земля. Найпотужніші течії – Норвезька, Шпіцбергенська (теплі), Східногренландська (холодна).
Північний Льодовитий океан – найменший з океанів. Він займає центральну частину Арктики і знаходиться на північ від материків Північна Америка та Євразія. Береги Північного Льодовитого океану дуже розчленовані.
Моря Північного Льодовитого океану переважно окраїнні. Більшість островів зосереджена біля материків: Гренландія, Канадський Арктичний архіпелаг, Шпіцберген, Земля Франца-Йосифа, Нова Земля, Новосибірські острови та інші.
Північний Льодовитий океан сполучається широкими протоками з Атлантичним океаном. Зв'язок з Тихим океаном відбувається через вузьку Берингову протоку.
Дослідження Північного Льодовитого океану складні й небезпечні.
Наприкінці XVIII ст. за результатами плавання російської експедиції Вітуса Беринга була складена достовірна карта західної частини океану. Перші відомості про природу навколополярних областей були отримані лише наприкінці XIX ст. під час дрейфу судна норвезького дослідника Фрітьофа Нансена, пізніше плавання російського полярного дослідника Георгія Сєдова.
У 1932 р. російський учений Отто Шмідт очолив експедицію на криголамі "Сибіряков", у ході якої були проведені заміри глибини, встановлено товщу льодового покриву в різних частинах океану, здійснювались спостереження за погодою.
Нині для дослідження океану використовують авіацію і космічні апарати, з яких надходить інформація про зміни стану атмосфери над Арктикою та про переміщення криги.
Дно Північного Льодовитого океану має досить складну будову: океанічні хребти тут чергуються з глибоким розломами.
Характерна особливість океану – великий шельф, який займає понад 1/3 його площі, великі глибини в центральній частині, що чергуються з підводними хребтами Гекеля, Ломоносова, Менделєєва.
Кліматичні умови океану визначаються його полярним положенням. Протягом року над океаном панують арктичні повітряні маси.
Більша частина сонячної енергії відбивається льодом. Внаслідок цього середня температура повітря влітку наближається до 0°С, а взимку змінюється від -20 до -40 °С.
Істотно впливає на формування клімату океану тепла Північноатлантична течія, яка несе водні маси з заходу на схід. Від Берингової протоки до Гренландії відбувається рух води у зворотному напрямі: зі сходу на захід. Надлишок вод океан повертає в Атлантику у вигляді Трансарктичної течії, що починається у Чукотському і прямує до Гренландського моря.
Крига вкриває взимку близько 9/10 поверхні океану. Вона утворилась внаслідок низької температури впродовж року і порівняно низької солоності поверхневих вод. У зв'язку з тим, що перенесення криги в інші океани досить обмежене, товща багаторічного льоду досягає від 2 до 5 м. Під дією вітрів і течій відбувається повільний рух криги, що призводить до утворення торосів - скупчення льодових брил у місцях їх зіткнення.