As águas superficiais do oceano Ártico se misturam com as do oceano Pacífico através do estreito de Bering, mediante um canal apertado e pouco profundo, e também com as do oceano Atlântico através de um sistema de sills submarinos (elevações suaves) que se estendem desde a Escócia até a Groenlândia e, dali, até a Terra de Baffin. No oceano Ártico desembocam os rios Obi, Ienissei, Lena, Mackenzie, Coppermine e Back. A superfície total do oceano Ártico é de 14 milhões de km2, incluindo suas principais subdivisões, o mar do Pólo Norte, o mar da Noruega, o mar do Norte e o mar de Barents.
Aproximadamente um terço do fundo do oceano Ártico está coberto pela plataforma continental, que inclui uma extensa plataforma ao norte da Eurásia e outras mais estreitas da América do Norte e da Groenlândia. Em frente às plataformas continentais está a bacia do Ártico propriamente dita, subdividida em uma série de três elevações paralelas e quatro bacias (também chamadas de fossas oceânicas). A profundidade média do oceano Ártico é de 1.500 m e o ponto mais profundo está a 5.450 m de profundidade.
As ilhas do oceano Ártico se assentam sobre as plataformas continentais. Ao nordeste da Noruega se encontra o arquipélago de Svalbard; a leste estão a Terra de Francisco José, Novaia Zemlia, Severnaia Zemlia, o arquipélago de Nova Sibéria e a ilha de Wrangel, todas elas situadas ao norte da Rússia. As numerosas ilhas canadenses, inclusive o arquipélago Rainha Elizabeth, a ilha Vitoria e a Terra de Baffin, se encontram ao norte e a leste da terra firme do Canadá até a Groenlândia.
No oceano Ártico aparecem três tipos de gelo: gelo de terra, gelo de rio e gelo de mar. O gelo de terra entra no oceano sob a forma de icebergs, criados quando se rompem pedaços de geleiras. O congelamento da água doce e sua posterior condução até o oceano pelos rios produz o gelo de rio em pequenas áreas das plataformas da Sibéria e da América do Norte. O gelo de mar se forma pelo congelamento da água marinha.