Aktuelle wissenschaftliche Erkenntnisse des Weltklimarates (engl.: Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) bestätigen für das vergangene Jahrhundert, einen im weltweiten Vergleich besonders starken Temperaturanstieg in der Arktis. Dieser ist durch anthropogene Treibhausgasemissionen und deren Folgen verursacht. Eine weithin sichtbare und gravierende Auswirkung des Temperaturanstieges ist das Abschmelzen der arktischen Eismassen. Laut IPCC nahm die Ausdehnung des arktischen Meereises in den letzten 100 Jahren um zwei Prozent pro Jahrzehnt ab. Für die Zukunft wird prognostiziert, dass sich das Meereis im arktischen Sommer bis zum Jahr 2100 komplett zurückgebildet haben wird. (Weitere Informationen zum Klima der Arktis finden sie hier)
Durch den Rückgang des Packeises verlieren nicht nur die Eisbären, sondern auch Robben ihren Lebensraum und ihre Nahrungsgrundlage. In arktischen Gebieten kommen einige der größten Seevogelpopulationen der Erde vor, die von den klimatischen Veränderungen beeinflusst werden. Auch für die auf das Meereis angewiesene Dickschnabellumme wird ein Rückgang der Populationsgröße auf das Abschmelzen des Eises zurückgeführt. Besonders angepasste Vögel, die in der Hocharktis brüten können durch Arten verdrängt werden, die sich durch die Erwärmung langsam von Süden nach Norden ausbreiten. Konkurrenz um Nahrung und Nistplätze wie auch die Einschleppung von Krankheiten und Parasiten können Gründe für Veränderung der biologischen Vielfalt sein.
Ein ähnliches Bild ergibt sich bei den Fischbeständen. Es wird angenommen, dass höhere Wassertemperaturen, die geringere Eisbedeckung, mehr Niederschläge und Ozeanversauerung die marine Fauna in Wachstum, Gesundheit und Laichverhalten beeinträchtigt.
Ein Anstieg des Meeresspiegels durch geschmolzene Gletscher und Eiskappen der Pole war schon in den letzten Jahren nachweisbar und könnte sich in den nächsten hundert Jahren weiter erhöhen Dadurch käme es global vor allem in Küstenregionen für Ökosysteme und die Infrastruktur zu gravierenden Problemen. Zudem wird durch den Eintrag des geschmolzenen Süßwassers der Salzgehalt des Meerwassers verringert. Der Nordatlantikstrom – eine warme Meeresströmung, die den Golfstrom nordöstlich bis nach Europa verlängert und dadurch für ein warmes Klima sorgt – kann sich durch den Klimawandel signifikant ändern, was sich schlussendlich auf die Temperaturen in Europa auswirken wird.
Permafrostböden sind in der Arktis weit verbreitet und bilden ein großes Lager für Biomasse und somit Kohlenstoffvorräte (ca. 25% des Bodenkohlenstoffs). Das Auftauen dieser Böden gefährdet nicht nur die lokale Infrastruktur (Transportwege, Häfen und Gebäude) und Lebensräume, sondern erhöht zusätzlich den Ausstoß der klimarelevanten Gase Kohlenstoffdioxid und Methan und beschleunigt so die weltweite Erwärmung der Atmosphäre. Nahezu alle biologischen Prozesse in der Arktis werden durch die extremen Temperaturen und den Permafrostboden bestimmt. Durch die Freigabe von Pflanzennährstoffen aus auftauenden Permafrostböden in Kombination mit atmosphärischem Kohlenstoffdioxid würde das Pflanzenwachstum stark angekurbelt werden. Gleichzeitig ändert sich die Zusammensetzung der Pflanzengemeinschaft durch neue Arten, die Verdrängung arktischer Vegetation und die Verschiebung der Baumgrenze.