В зимний период (продолжительностью более 6,5 месяцев) над океаном располагается устойчивая область высокого давления (Арктический антициклон) , центр которой смещён относительно полюса в сторону Гренландии. Холодные сухие массы арктического воздуха в зимнее время проникают вглубь окружающих океан материков вплоть до субтропического климатического пояса и вызывают резкое понижение температуры воздуха. Летом (июнь — сентябрь) формируется область сравнительно низкого давления, вызванная летним повышением температуры, а также в результате интенсивной циклонической деятельности на смещённом почти к самому полюсу арктическом фронте. В это время сюда приходит тепло с юга за счёт проникающего в полярную зону воздуха умеренных широт и за счёт речных вод.
Основная масса тепла поступает в Северный ледовитый океан из Атлантики с тёплым Северо-Атлантическим течением. На подходах к океану атлантические воды отдают в атмосферу более 70 % тепла. Это оказывает большое значение на динамику воздушных масс. Огромная теплоотдача поступающих в Северный Ледовитый океан атлантических вод является мощным возбудителем атмосферных процессов над обширной акваторией океана. Гренландский антициклон, устойчивый в течение всего года, также существенно влияет на местную атмосферную циркуляцию. Он способствует образованию ветров, по своему направлению усиливающих эффект сброса вод из Северного Ледовитого в Атлантический океан.