Nhàn Bắc Cực có phạm vi phân bố sinh sản quanh vòng cực, trên toàn thế giới liên tục, không có phân loài được công nhận. Nó có thể được tìm thấy ở các vùng ven biển trong các xứ ôn đới lạnh hơn của Bắc Mỹ và đại lục Á-Âu trong mùa hè miền Bắc. Trong khi trú đông trong mùa hè phía Nam, nó có thể được tìm thấy trên biển, đến rìa phía nam của băng Nam Cực. Nhàn Bắc Cực là nổi tiếng cho việc di chuyển của nó, nó bay từ khu vực sinh sản ở Bắc Cực đến Nam Cực và ngược lại mỗi năm.

Nghiên cứu sử dụng các thiết bị theo dõi gắn vào những con chim đã được xuất bản vào tháng 1 năm 2010 và cho thấy rằng các ví dụ về đường bay dài ở trên thực tế không phải bất thường đối với loài chim này, 11 con nhàn Bắc Cực giao phối trong Greenland hoặc Iceland mỗi con bay 70.900 km trên trung bình trong một năm, với độ dài đường bay tối đa 81.600 km. Sự khác biệt từ ước tính trước đây là do loài nhàn này được tìm thấy bay vòng để tận dụng gió. Nhàn Bắc Cựcsống trung bình khoảng hai mươi năm, và sẽ bay trong suốt đời nó tổng cộng chiều dài 2,4 triệu km (1,5 triệu dặm).Nhàn Bắc Cực thường di chuyển ngoài khơi xa. Do đó, chúng hiếm khi được nhìn thấy từ đất bên ngoài mùa sinh sản.