Объем вод Северного Ледовитого океана 18,07 миллионов кубических километров. Основная масса воды поступает из Атлантики, меньшая часть – из Тихого океана и рек.
Атлантические воды приносит главным образом Северо-Атлантическое течение через Фареро-Шетландский пролив – в среднем за год более 125 тысяч кубических километров. С ними в Арктику попадает много тепла и около 4,4 млрд тонн солей. В районе к северу от Шпицбергена другая часть атлантических вод, которая приходит сюда с Западно-Шпицбергеновским течением, погружается под менее плотные арктические воды и продолжает свой путь в Арктический бассейн как глубинное теплое течение (температура выше 0 С).
Благодаря атлантическим водам температура воздуха в окрестностях Северного полюса на 8 – 10 С выше, чем на расположенных в 200 км к югу Новосибирских островах. Воды тихоокеанского происхождения – около 30 тысяч кубических километров в год – поступают в океан через Берингов пролив. Многочисленные реки, впадающие в океан, приносят в него около 5 тысяч кубических километров пресных материковых вод в год, что втрое больше, чем в среднем в Мировом океане. Пресные воды замерзают при температуре 0 С, соленая вода морей – при более низкой температуре. Поэтому реки ускоряют процесс образования льдов.
В целом же, поступление воды в Северный Ледовитый океан из различных источников приводит к неравномерному распределению в его пределах температуры и солености – важнейших характеристик морской воды. С этим связана одна из наиболее ярких особенностей морей Северной Европы: резкие контрасты температуры и солености вод в верхних слоях. Теплые и более соленые атлантические воды сталкиваются с холодными и менее солеными арктическими. В местах их контакта формируются гидрологические фронты – вытянутые зоны на границах водных масс, имеющих разные температуры и солености. С фронтами связаны резкие изменения погоды, частые туманы, большие скопления питательных веществ, а следовательно, планктона, рыбы и морского зверя. Здешние фронты – наиболее протяженные, интенсивные и устойчивые во всем Мировом океане.
Важную роль в жизни вод и берегов Северного Ледовитого океана и их обитателей играют приливы и отливы. Большая высота сизигийного прилива характерна для Норвегии и Гренландии (1 – 2 метра), южной части Баренцева моря (до двух метров) и в особенности для Белого моря, где она достигает максимальной величины в Мезенской губе – десять метров. Далее на восток высота прилива быстро убывает, вдоль большей части Сибирского и Канадского побережий она меньше полуметра, но в море Баффина – уже три – пять метров, в Гудзоновом заливе – от полуметра на восточном до четырех с половиной метров на западном берегу. Наибольшая высота прилива в арктических водах отмечена на южном побережье Баффиновой Земли (11 – 12 м).
Аналогичную приливам и отливам роль играют сгонно-нагонные колебания уровня моря. Они так же приводят к периодическому затапливанию прибрежной полосы и заставляют обитателей этих мест приспосабливаться к постоянной смене условий жизни. Образуют их течения, вызванные ветрами, дующими с океана на материк или, наоборот, с материка в океан. Во многих местах они даже более значительны, чем приливно-отливные (исключение составляют только Белое и Баренцево моря, а также отдельные заливы в пределах Канадского региона). Самые большие сгоны и нагоны, превосходящие по размаху два метра, отмечены на берегах морей Восточно-Сибирского и Лаптевых. В восточной части моря Лаптевых, например в Ванькиной губе, максимальная высота нагона достигает шести метров.
Кроме влияния на живые организмы, вынужденные приспосабливаться к жизни в сменяющих друг друга различных условиях, колебания уровня моря в прибрежной зоне формируют особый тип берегов. Большую часть года арктические моря покрыты льдами, и это приводит к тому, что ветры над водой проходят только небольшие расстояния. Поэтому даже сильные ветры не успевают разогнать поверхностные воды Северного Ледовитого океана до больших скоростей. И штормы возможны только летом, когда количество льдов минимально.
Например, в морях Карском, Лаптевых и некоторых других зимой устанавливается сплошной ледовый покров. Поэтому здесь волны появляются только летом и осенью, обычно имея высоту полтора-два метра.
В Чукотском море в июле – августе волнение слабое из-за малой ширины акватории, свободной ото льда, но осенью, в сентябре, здесь разыгрываются жестокие штормы с высотой волны до семи метров.
В Баренцевом море, которое принадлежит бассейну Северного Ледовитого океана большие акватории воды даже зимой свободны ото льда. И в это время здесь часты и сильны штормы, особенно при устойчивых западных и юго-западных ветрах, скорость которых более 25 м/с, а продолжительность превышает 18 часов в сутки. В открытом море при такой ветровой обстановке возникают волны высотой до 10 – 11 метров. В Норвежско-Гренландском регионе в течение всего года возможны штормовые волнения, связанные зимой с западными и северо-западными, а летом – с северными и северо-восточными ветрами. В южной части Норвежского моря высота волн при этом может достигать 10 – 12 метров. Такое соотношение погоды и ледяного покрова в течение года неблагоприятно для местных жителей. И прибрежные плавания местных рыбаков и охотников на морского зверя, и Северный морской путь, по которому сюда доставляют большую часть необходимых товаров, функционируют только летом – в период наименьшего распространения льдов, но максимально сильных ветров и штормов.
Самое мощное течение Северного Ледовитого океана – Трансарктическое. Оно пересекает океан широкой полосой, в пределах которой расположен Северный полюс, из района шельфа Чукотского и Восточно-Сибирского морей к северному побережью Гренландии, определяя общее направление дрейфа льдов в океане. Скорость Трансарктического течения составляет от двух до десяти сантиметров в секунду. Рождено оно ветрами, возникающими под влиянием Гренландского центра высокого давления (антициклона) и стоком рек Сибири, переполняющих котловину океана. Его продолжением является Восточно-Гренландское течение (20 см/с в проливе Фрама, около 40 см/с к югу от Исландии).
Между Аляской и Трансарктическим течением возникает местный круговорот воды. Расположение его, как и других круговоротов – Восточно-Новоземельского, Ямальского и т.д. определяется очертаниями берегов и распределением глубин Северного Ледовитого океана.