Корисні копалини виявлено здебільшого на океанічному шельфі. Сюди продовжуються Західно-Сибірський і Печорський нафтогазові басейни, а також родовища шельфів Аляски, Грен­ландії та Норвегії. На узбережжі морів Лаптєвих, Східно-Си­бірського і Чукотського відомі розсипи олов'яних руд (касите­риту). Передбачається, що в рифтових долинах серединного хребта є поліметалічні руди.

Донні відклади виключно теригенного походження; в основ­ному це наноси великих річок Євразії та Північної Америки. Товщина осадового шару 1000—3500 м. Шельф укритий пере­важно піском, а материковий схил і підніжжя — відсортованим намулом (глеєм). У глибоководних западинах подекуди заля­гають конкреції марганцю, на схилах хребтів — фракції піску. Карбонатних відкладів мало, бо вони добре розчиняються у воді.

Клімат. Географічне положення океану в полярній зоні визначає його кліматичні особливості. Влітку сонячне проміння падає під гострим кутом, взимку його немає. Тому радіаційний баланс загалом від'ємний. Це є причиною утворення стійкого крижаного покриву, що зберігається протягом року і підсилює суворість клімату. Над океаном формуються холодні повітряні маси, які сильно впливають на клімат нашої країни. Проте вони значно тепліші, ніж антарктичні. Це зумовлено дією теплих течій з Атлантики. Як не парадоксально, але Північний Льодо­витий океан не охолоджує, а обігріває величезні простори сухо­долу Північної півкулі.

Раніше вважалося, що Арктика — це район стійких антицик­лонів. Як засвідчують дослідження останніх років, сюди в усі пори року час від часу проникають циклони, приносячи з собою хмарність, опади і сильні вітри. Але переважає тут анти­циклональна погода. Існує тенденція до мусонної зміни вітрів: узимку переважають вітри південних румбів, улітку — північ­них. У приполюсовій частині вітри нестійких напрямів. Най­більшу швидкість вони мають у холодну пору і лише над Східно-Сибірським морем та морем Бофорта влітку. На узбе­режжях, особливо вздовж гірських масивів, нерідко виникають сильні, поривчасті вітри (до 50 м/с) типу фен чи бора.

Середня добова температура повітря взимку коливається від -3 до -40 °С, а влітку від 0 до +10 °С. Найнижчі температури (-53 °С) формуються над Арктичним басейном, протоками Канадського Арктичного архіпелагу та морями Карським і Лаптєвих. Над центральною частиною Арктичного басейну стовп­чик термометра не піднімається вище +8 °С. У прибережних районах повітря часом прогрівається до +28 °С. Характерною особливістю термічного режиму атмосфери над океаном є інвер­сія, коли температура з висотою не падає, а підвищується, що не спостерігається в інших океанах. Лише на висоті кількох сот метрів установлюється нормальний розподіл температури.

Абсолютна вологість повітря в Арктиці через низькі темпера­тури дуже мала. Відносна вологість, навпаки, дуже висока: 95— 97 % улітку, 75— 85 % узимку. З високою відносною вологістю пов'язані часті тумани, які іноді тримаються 4—5 діб. У середньому за рік в Арктиці буває до 140 днів з туманами. Найбільше їх у літні місяці (липень—серпень). Хмарність досить велика. В літню пору року вона скрізь становить 8 балів, а в районі полюса — 9,5 бала. Взимку хмарність зменшується до 4—5 балів. Хмари низькі, переважно шаруваті та шарувато-купчасті.

Атмосферні опади бувають протягом усього року і становлять 75—285 мм. Розподіл опадів загалом має зональний характер. Найменше їх у районі полюса (5—10 мм на місяць) —адже там переважає антициклональна погода. На південь кількість опадів збільшується, досягаючи на узбережжі 20—40 мм на місяць. Випадають вони переважно в твердому стані, формуючи на поверхні криги сніговий покрив висотою 30—35 см. Часті хуртовини й тороси спричинюють нерівномірне його залягання. Влітку сніг тане або сходить зовсім. У районі полюса він лежить близько 320 днів, а в районі сезонної криги — 60—70 діб.

Випарування з поверхні океану незначне: 60 мм поблизу полюса, 100 мм у прибережній зоні. В Норвезькому морі під впливом теплої течії випарування збільшується до 1000 мм. У цілому над океаном опади переважають над випаруванням.

Гідрологічні особливості вод. Ізольованість Північного Льодо­витого океану, постійна суцільна крига, а також великий стік прісних вод річок істотно впливають на перебіг гідрологічних процесів.

Крижаний покрив ізолює водну поверхню від атмосфери, тому атмосфера не має вирішального значення у формуванні водних мас та їх циркуляції. Головним циркуляційним факто­ром є надходження води з Атлантики і Тихого океану, а також материковий стік. Ця вода разом із вологою від опадів компен­сує втрату води, що виноситься течіями в Атлантичний океан. Притік атлантичних, тихоокеанських і материкових вод формує систему океанічних течій. Головна Трансарктична течія заро­джується в районі Чукотського моря і широкою смугою рухаєть­ся через Північний полюс до східних берегів Гренландії. Тут вона підсилюється вітрами з острова і далі вже пливе як Грен­ландська холодна течія. Між Аляскою і Трансарктичною гене­ральною течією виникає місцевий антициклональний кругообіг, що приблизно відповідає улоговині Бофорта. Другий кругообіг циклональний. Він утворюється на захід від цієї основної течії та охоплює акваторію до Північної Землі. Можливо, що в утво­ренні цих кругообігів провідну роль відіграють конфігурація берегів і рельєф дна.

Припливні   явища   підсилюються   припливною   хвилею   з Атлантичного океану. Вздовж берегів морів діють напівдобові й неправильні припливи з амплітудою до 1 м, але в кількох зато­ках вона досягає 6 м.

У водному балансі океану визначальним є обмін водою з Атлантичним океаном. В нього надходить близько 251 000 км³ води, трохи більше її відпливає —277 000 км³, 30 000 км³ припливає з Тихого океану.

Солоність поверхневих вод порівняно з іншими океанами найменша (30,6—30,9 %о)   і лише   поблизу островів  Північна Земля та Шпіцберген підвищується до 32,8-—33,2 %о. З глибиною солоність зростає і на глибині 2000 м становить 34,9 %о. Така солоність характерна для всієї товщі глибинних вод, вона близька до середньої солоності Світового океану.

Температура води визначається балансом тепла. На поверхні океану вона скрізь від'ємна (-1,8 °С), лише в приатлантичній частині додатна. З глибиною температура зростає до -0,6, -1,8 °С, а нижче 400 м знову падає нижче -0,6 °С. Такий теп­лий термоклин серед холодних вод Арктики зумовлений надхо­дженням теплих вод Атлантики, котрі, як більш солоні й густі, іанурюються під розпріснені поверхневі води.

Низькі температури води забезпечують високу розчинність кисню. Багаті на кисень води Канадського Арктичного архіпе­лагу. Насиченість вод киснем у цьому районі досягає 100 %, місцями більше. З глибиною вміст розчиненого кисню інтен­сивно зменшується, і насиченість ним знижується до 80 %.

Із мікроелементів особливе значення мають сполуки фосфо­ру, азоту і кремнію, оскільки вони виконують важливі біологіч­ну й біохімічну функції. Найменший вміст біогенних елементів характерний для приатлантичної частини океану. У притихоокеанському районі вміст біогенів підвищується. В центральній частині океану в окремі роки глибинні води піднімаються до поверхні, виносячи з собою значну кількість кремнію та фосфа­тів.

Водні маси. Основна маса води Північного Льодовитого океа­ну — це фізично й хімічно видозмінена вода Атлантики. Як відомо, водну масу умовно поділяють на поверхневу і глибинну. При докладнішому розгляді вирізняють підповерхневу, проміж­ну, глибинну і придонну воду.

Поверхневі води — шар води завтовшки 50—100 м з актив­ним перемішуванням, значним проникненням світла, коливан­ням температури в межах від -1,0 до -1,6 °С, солоності від 30 до 33,5 %о, малим випаруванням, вмістом газів. Підповерхневі—ще   холодніші   (до   -1,8   °С)   і   солоніші (33,6 %о) води. Утворюються при перемішуванні поверхневих вод із водами проміжного шару. Вони залягають на глибині від 25 до 250 м.

Проміжні — це води атлантичні, що приносяться через Норвезьке море течіями і мають температуру до +2 °С і соло­ність 35,7—36,0 %о. Вони знаходяться на глибині від 100—250 до 750—900 м.

Глибинні води формуються в Гренландському морі. Взимку вони переливаються через своєрідний поріг між Гренландією та Шпіцбергеном і суцільним потоком прямують у море Бофорта, досягаючи його через 12—15 років.

Донні — малорухомі, застійні, практично не беруть участі в загальній циркуляції. Нагромаджуються на дні улоговин Нансе-на, Амундсена, Канадській.

У поверхневих водах за гідрохімічними ознаками виокрем­люють шість типів водних мас: шпщбергенський, канадсько-гренландський, північноземельський, врангелівський, канадський, центральний. Перші два типи формуються переважно з вод атлантичного походження. Вони найсолоніші, містять незначну кількість біогенів і кисню. Гідрохімічні характеристики врангелівського і канадського типів формуються водами, що надходять із Канадського Арктичного архіпелагу, морів Бофорта і Чукотського. Спільни­ми рисами цих типів вод є низька солоність, висока насиченість киснем і підвищений вміст біогенних елементів.

Не так чітко виражені властивості центрального та канад­сько-гренландського типів. Цим водам властиві проміжні зна­чення характеристик між типами вод приатлантичної та прити-хоокеанської частин океану.

Льодовий режим. Узимку кригою вкриваються дві третини поверхні океану, влітку — лише половина. Кригоутворення по­чинається наприкінці вересня, але найбільшої потужності крига досягає у квітні.

Найпоширенішою є пакова крига. її поля завтовшки 3—4 м, а при торосах до 20—25 м займають усю поверхню аж до полю­са. Уздовж континентів простягається береговий припай шири­ною до кількох сот кілометрів. Між береговим припаєм і паком переважає однорічна дрейфова крига. Влітку вона значно руй­нується, утворюючи широкі ополонки. Система таких ополонок від Шпіцбергену до острова Врангеля відома з давніх-давен. їх утворення спричинюється дією південних вітрів, які відганяють кригу від припаю.  Влітку тут активно поглинається сонячне проміння,   тане   крига,   розвивається   планктон,   збільшується кількість риби й тюленів.

Крига в океані постійно дрейфує від берегів Аляски й Чукот­ки через Північний полюс до Гренландії зі швидкістю 2— 4 км на добу. Російські й американські полярні станції дрейфують до проток між Гренландією і Шпіцбергеном або потрапляють у кругообіг і часом повертаються в початкову точку дрейфу. Пов­ний такий кругообіг триває приблизно п'ять років.

Крім морської криги, в океані трапляються айсберги і так звані льодові острови. Основна маса айсбергів утворюється з льодовиків Гренландії та острова Елсмір. Льодові острови — це великі масиви криги, що здіймаються над морською поверхнею на висоту близько 10 м. Деякі з них досягають 35 км довжини, 20 км ширини і 50 м товщини.

Органічний світ. Незважаючи на тривалу історію досліджень, склад і поширення життя в океані вивчені недостатньо. Про це свідчать нові й нові відкриття не відомих раніше представників його мешканців. За попередніми підрахунками, флора й фауна океану складається з 3000 видів, що належать до 1200 родів і 430 родин. Вони подібні до представників помірних широт Атлан­тичного і Тихого океанів, позаяк походять від них. Різновидність життя та біоресурсів зменшується з заходу на схід приблизно вдвічі. Якщо в Баренцовому морі бентосних видів приблизно 2000, то в Чукотському їх лише 900, а планк­тонні змінюються відповідно від 850 до 400 видів.

За характером розвитку біомаси Північний Льодовитий океан поділяють на три області: Приатлантичну, Сибірсько-Канадську та Центральноарктичну.

Приатлантична область характеризується найбільшою біопродуктивністю. У фітопланктоні переважають діатомові та ла­мінарії, а в зоопланктоні — трилобіти, форамініфери, копеподи та інші рачки. Серед нектичних представників промислове зна­чення мають тріска, пікша, оселедці, сайра, навага, палтус та інші види риб.

Сибірсько-Канадська область за видовим складом та біома­сою поступається попередній області. Найбільша біопродуктивність у прибережній зоні. У опріснених водах цієї зони пошире­ні нельма, муксун, таймень, сиг, омуль, а в гирлах річок — осетер і стерлядь. У Східно-Сибірському та Чукотському морях промислове значення мають харіус, навага, камбала.

Центральноарктична область найбідніша. Фітопланктон, що часом селиться на кризі та під кригою, представлений холодноводними діатомеями, а зоопланктон — гідромедузами та рако­подібними.

Майже в усіх областях зустрічаються моржі, тюлені, білухи, білий ведмідь. Колись водилися кити. На високих скелястих берегах островів чайки, фульмари, кайри, топірці, баклани утво­рюють масові гніздування — «пташині базари».

Акваторіальні зони та області. Північний Льодовитий океан розташований у межах двох поясів: арктичного й помірного. У формуванні всього природного комплексу арктичного поясу провідна роль належить клімату. За критерій для прове­дення межі в приатлантичному секторі океану прийнято середнє положення межі плавучої криги і нульової ізотерми води в березні, тобто в період найбільшого поширення криги. Ця межа приблизно збігається з положенням полярного гідрологічного фронту. Арктичний пояс поділяється на дві зони: полярно-арктичну (центральну) і південно-арктичну (окраїнну).

Полярно-арктична зона охоплює глибоководну частину океа­ну, її межі приблизно відповідають зовнішньому краєві конти­нентального шельфу, а між Гренландією та Шпіцбергеном — порогові Нансена. Поверхня океану цілорічно вкрита кригою, а це зумовлює недостатню освітленість води та її охолодження від криги. Взимку тут формується арктичне повітря, яке епізодично проникає далеко на південь, викликаючи значне похолодання на просторах суходолу.

Довга полярна ніч, слабке просвічування глибин улітку, стійка стратифікація води не сприяють розвиткові фауни і флори. Своєрідно пристосувалися до життя на кризі деякі діато­мові водорості, які надають кризі того чи іншого забарвлення. Господарське значення поясу незначне. Декілька видів риб, скажімо, сайра, мойва, якими живляться ластоногі та птахи, не мають промислового значення. Тваринний світ багатший на периферії зони, де водяться тюлені, моржі, білі ведмеді.

Клімат зони впливає на загальну циркуляцію океанічних вод. Тут формуються придонні та глибинні води, що поширюються далеко на південь і виповнюють западини Північної Атлантики.

Південно-арктична зона охоплює смугу поширення сезонної криги. Для неї характерним є перенесення теплих вод на північ, а холодних — на південь, передача тепла в атмосферу і форму­вання циклонів (Норвезьке море), зародження айсбергів і вине­сення їх в Атлантику, опріснення і стратифікація поверхневих вод. Улітку води зони звільняються від криги, добре просві­чуються сонцем, у них бурхливо розвивається планктон. Сюди на відгодівлю заходять скумбрія і навіть синій тунець.

Південно-арктична зона має найбільше господарське значен­ня порівняно з іншими зонами Світового океану. Це основний пояс риболовецького і звіробійного промислу. Головними про­мисловими рибами є тріска, оселедці, мойва, камбала; вилов­люють їх переважно в Баренцовому та Гренландському морях. На узбережжі Гренландії, Канади, Аляски місцеве населення полює на моржів і тюленів. Південна межа цієї зони в приатлантичній частині океану дуже викривлена через дію океанічних течій. В зоні вирізняють 12 областей, що в основному збігають­ся з межами морів.

Помірна зона охоплює акваторію Норвезького моря і південно-східну частину Гренландського моря. Через Норвезьке море проходить потужна однойменна течія, тому в морі переважають теплі (від +5 до +12 °С), високомінералізовані (35—36 %о) атлантичні водні маси. Моря в межах  зони не замерзають.