В связи с тем, что моря расположены в высоких широтах, они получают маленькое количество солнечного тепла. Температура в разных арктических морях неодинакова, что обуславливает влияние местных факторов. В западной и восточной части расположены наиболее теплые моря. В центральной части находятся моря с более низкой температурой (из которых самое холодное Восточно-Сибирское).
Моря Северного Ледовитого океана находятся под влиянием Полярного и Сибирского максимумов, а также Ирландского и Алеутского минимумов. Данное воздействие обусловливает муссонный тип атмосферного передвижения воздушных слоев над пространством морей. Зимой в западной и восточной части наблюдается большое количество циклонов. Эти циклоны, передвигающиеся с Атлантического и Тихого океанов, способствуют быстрому изменению погоды и мощным ветрам. В морях, расположенных в центральной части, доминирует антициклон, для которого характерна ясная погода с небольшим ветром.
В летний период климатические особенности разных морей сглаживаются. Это связано с уменьшением потока атмосферных циркуляций. Летние циклоны, по сравнению с зимними, не достаточно обширны. В этот период на территории арктических морей наблюдается полярный день, в продолжение которого поступает большое количество солнечной энергии. Главным образом, именно солнечная радиация в летнее время оказывает влияние на климатические особенности этих морей. В целом климат морей Северного Ледовитого океана достаточно суров и летом, и зимой.
В водах морей Северного Ледовитого океана велика доля материкового стока.