Klimat Morza Arktycznego jest całkowicie wyrazem polarnego położenia tego zbiornika. W zimie część przy-atlantycka basenu arktycznego znajduje się pod wpływem barycznego niżu islandzkiego, ściągającego od strony bieguna północnego wiatry północno-wschodnie. W części przypacyficznej Morza Arktycznego tworzy się w pełni zimy siodło baryczne, łączące wschodniosyberyjski wyż baryczny z wyżem kanadyjskim, a rozdzielające niż islandzki od niżu aleuckiego. Z obszaru tego siodła wiatry wieją na południe ku niżowi aleuckiemu. W lecie nad Arktyką panuje słaby wyż ze zmiennymi wiatrami w centrum nad Basenem Nansena. Przez cały rok przeważają masy powietrza arktyczno morskiego. Temperatura średnia miesięcy zimowych waha się w granicach od -20 do -40°C, w okresie letnim jest bliska 0°. Minimalna notowana temperatura wynosi -52°, maksymalna +5°. W miesiącach letnich zachmurzenie jest znaczne, mgły i zamglenia są częste. Siła wiatrów jest umiarkowana, 4-6 m/s. Opady są nieduże, prawie wyłącznie śnieżne.