Trong hầu hết lịch sử châu Âu, các khu vực của Bắc Cực vẫn còn phần lớn chưa được khám phá và chỉ mang tính phỏng đoán của họ. Pytheas của Massilia đã có một chuyến thám hiểm về phía bắc vào năm 325 TCN, đến vùng đất mà ông gọi là "Eschate Thule," nơi Mặt Trời chỉ có 3 giờ mỗi ngày và mặt nước bị thay thế bằng một chất đông cứng "trên đó người ta không thể đi bộ cũng như không thể đi bằng tàu." Ông có thể đã miêu tả lớp biển băng mỏng ngày nay là "chỏm băng nhỏ"." Từ "Thule" có thể là Na Uy qua quần đảo Faroe hoặc đảo Shetland mà ông đã nêu ra.[4]Các nhà bản đồ học không chắc rằng liệu có thể vẽ khu vực xung quanh Bắc cực là vùng đất (như trong bản đồ năm 1507 của Johannes Ruysch, hay bản đồ năm 1595 của Gerardus Mercator) hay vùng nước (như trong bản đồ thế giới năm 1507 của Martin Waldseemüller).

Vài cuộc thám hiểm đã đi sâu hơn vào vòng Bắc Cực trong thời gian này và đã vẽ một vài hòn đảo nhỏ như Novaya Zemlya (thế kỷ 11) và Spitsbergen (1596), tuy nhiên do khu vực này thường xuyên bị băng phủ nên giới hạn phía bắc của nó vẫn chưa rõ ràng. Các nhà sản xuất biểu đồ điều hướng, dè dặt hơn so với một số các nhà vẽ bản đồ huyền ảo hơn, có xu hướng để lại các khu vực trống, chỉ với những đoạn bờ biển đã biết phác thảo ra.

Fridtjof Nansen là người đầu tiên thực hiện chuyến hải trình qua Bắc Băng Dương năm 1896. Vượt qua bề mặt đại dương này đầu tiên là Wally Herbert năm 1969, trong một chuyến thám hiểm bằng dog sled (xe đi trên băng do chó kéo) từ Alaska đến Svalbard với sự hỗ trợ của máy bay.[5]

Từ năm 1937, các trạm nghiên cứu băng trôi của Liên Xô và Nga đã quan trắc trên diện rộng Bắc Băng Dương. Các nhà khoa học sống trên các tả băng trôi và đã đi được hàng ngàn cây số trên các tảng băng trôi đó.[6]