有部分人因为通航不重要和面积较小，故不承认本海洋是真正的“洋”，而称为“北极海”，但北冰洋是被国际上认可合符大洋定义的名词。

北冰洋有巴伦支海、波弗特海、楚克奇海、东西伯利亚海、格陵兰海、哈得逊湾、哈得逊海峡、喀拉海、拉普捷夫海、白海和巴芬湾等边缘海和陆间海。

洋面上有长年不化的冰层，占北冰洋面积的三分之二，厚度多在2－4米左右。中央的海冰已持续存在300万年，是永久性的海冰。水温大部分时间在0℃以下。当海水向南流进大西洋时，瓦解的冰山就随之流入大西洋，给航运带来威胁。1912年4月15日，泰坦尼克号客轮就是撞到漂流的冰山而沉没的，造成巨大的人员和财产损失。

北冰洋岛屿很多，数目仅次于太平洋，总面积达400万平方公里。主要岛屿有格陵兰岛、斯瓦尔巴群岛、北极群岛等。

由于严寒，北冰洋区域内的生物种类很少。植物以地衣、苔藓为主。动物有北极熊、海象、海豹、鹿、鲸等，但数量已日趋减少。

2006年9月20日，欧洲环境卫星发回的图片显示，欧洲北部至北冰洋一带的永冻冰正在以前所未有的速度松动融化。