L'estensione dei ghiacci dell’Artico è diminuita costantemente a partire dal 1979 e la perdita di ghiaccio in Groenlandia è stata la causa principale dell'innalzamento del livello globale del mare negli ultimi decenni. Tutta la fauna presente è colpita dai cambiamenti in atto, forzata a modificare l’alimentazione, le rotte migratorie o addirittura il proprio areale.
Ad esempio, gli orsi polari sono costretti a compiere distanze maggiori percorrendo le zone costiere e nuotando in mare aperto, mettendo in pericolo la vita dei piccoli. Per la diminuzione dei ghiacci marini, anche i trichechi si spostano a terra in gruppi molto più numerosi di un tempo, con il conseguente aumento della mortalità tra i cuccioli per schiacciamento.
Anche in Antartide, dove la perdita di ghiaccio è triplicata nel decennio 2007-2016 rispetto al precedente, assistiamo ad una progressiva erosione dei principali ghiacciai di sbocco della calotta glaciale, determinata dalle acque più calde dell’oceano. Questi rapidi cambiamenti influiscono sull’abbondanza del krill e sull’abbondanza di animali, come le balene e varie specie di pinguini, che basano la loro dieta su questi crostacei.

Con la riduzione dei ghiacci, l'energia solare viene perlopiù assorbita dall'oceano che si scalda ulteriormente. I modelli climatici prevedono, seppure con molte incertezze, anche la possibilità che l’Artico sia presto completamente libero dal ghiaccio nel periodo estivo.
L’innalzamento del livello del mare che ne deriva, aumentato di 1,4 mm all'anno dal 1990, avviene a una velocità maggiore rispetto ai due millenni precedenti. 
Gli scienziati ritengono che, dietro l’innalzamento del livello del mare misurato dal 1970, vi siano soprattutto i cambiamenti climatici causati dall'uomo. La recente accelerazione del fenomeno è assai probabilmente dovuta alla fusione delle calotte di ghiaccio della Groenlandia e dell'Antartide. 
Il riscaldamento globale influisce anche sulle terre emerse polari dove è presente il permafrost, suolo derivato dalla decomposizione di piante e animali nel corso di millenni, la cui temperatura permane costantemente al di sotto di 0 °C. Il permafrost, con l’aumento della temperatura, va incontro a un progressivo disgelo con conseguente riduzione di volume dell’acqua nel passaggio dallo stato solido a quello liquido, cedimento e rilascio di gas serra (CO2 e metano) nell’atmosfera.