Lớp băng ở Bắc cực đang mỏng dần, và trong một vài năm cũng có lỗ hổng theo mùa trong tầng ôzôn.[13]Việc suy giảm khu vực phủ băng ở Bắc Băng Dương làm giảm suất phản chiếu trung bình của Trái Đất, có thể đẫn đến sự ấm lên toàn cầu theo cơ chế phản hồi tích cực.[14] Một nghiên cứu chỉ ra rằng Bắc Cực có thể không còn băng lần đầu tiên trong lịch sử con người vào năm 2040.[15][16]

Các nhà khoa học hiện đang quan tâm rằng nhiệt độ trái đất nóng lên ở Bắc Cực có thể làm cho một lượng lớn nước tan từ băng sẽ bổ sung thêm nước cho vùng Bắc Đại Tây Dương, có thể làm gián đoạn cơ chế hải lưu toàn cầu. Những thay đổi nghiêm trọng về khí hậu của Trái Đất có thể xảy ra sau đó.[14]

Các vấn đề môi trường khác liên quan đến sự ô nhiễm phóng xạ của Bắc Băng Dương như các vị trí thải chất thải hạt nhân của Nga ở biển Kara[17] và các vị trí thử nghiệm hạt nhân trong chiến tranh lạnh như Novaya Zemlya.[18]