北极这个大冰库对整个北半球环境变化的影响也是巨大的，对邻近的独联体国家、对北美、对北欧的影响超过了对我国的影响。实际上，北极在整个地球系统中的作用非常重要，它与南极一起通过日一地辐射平衡、大气对流和大洋环流控制和影响着全球的大气物理状况。
白色的冰雪以高出蓝色海水许多倍的反射率影响着地球系统对太阳能的吸收。在极区，海冰与海水面积的对比将决定该区的日一地辐射平衡，进而直接影响全球气候变化。尽管此过程很缓慢，但长此以往，后果会十分显著。
科学家担心极区的陆冰融化会造成全球海平面上升。有人预测，如果南极的陆冰全部消融，全球海平面将上升60米，那么几乎世界所有的大城市，纽约、北京、上海、伦敦、悉尼……都会变成水下城市。虽然人类的这种灭顶之灾不可能在转瞬之间降临，但这个过程确实在缓慢地发生着，并引起了世界公众的关注。
关于全球变暖导致极地冰盖消融从而引起海平面上升的问题，北极的作用远不如南极。与南极的大冰盖相比，较小的格陵兰冰盖所处的气候较暖，因而对全球变暖的反应与南极冰盖也相去甚远。在格陵兰，冰盖直接消融的速率大约与冰的崩解的速率相同，当然，格陵兰的变暖在短期内不大可能增加冰盖崩解速率，但却可以增加其消融的速率，而且，加速的消融会导致上部冰盖的降水量和累积量的增加，其结果是格陵兰的总冰量减少和海平面上升。
除太阳对地球的热辐射驱动外，全球气候变化的另外的控制因子就是大气对流与海洋环流，而极区对这两种对流的形成及运动机制则起着决定性作用。太阳辐射使赤道附近的热空气上升，从高空流向两极，在耐极的低温下又以冷空气的形式吹回赤道，于是这才有了西伯利亚寒流——由北极吹回赤道的冷空气，它经过蒙古、中国，太平洋两极强大的洋底冷水流向低纬区的流动和赤道暖流向两极的汇集，构成了全球的大洋环流。
赤道的暖水与两极地区的冷水的交换组成了全球海洋的热交换机制，这种交换模式再通过海气之间的热交换来控制全球的气候变化。一般我们将赤道称为热源区，而两极则为冷源区或热汇区。虽然北极在全球大洋环流中所发挥的控制作用比南极小，但北冰洋环流对北半球乃至全球的影响也是不可低估的。北极环流不仅决定了北极水体和海冰的漂移特性，而且对北极的能量交换起着重要作用。
海冰一气的相互作用决定着北极的能量平衡，进而对全球气候施加影响。一般来讲，北极能量平衡的主要控制因素有三个：一是大气热容量的变化，主要是受大气平流层变化控制，也受海面状况的影响；二是北冰洋海水构成的北冰洋热过程的差异，对极冰范围和海表面温度有显著影响；三是海一气热交换，体现了海气相互影响和对亚极区以及全球大气环流的影响。
