在全球气候变暖背景下，海冰分布范围有所改变。1979～2012年，北极海冰有分布范围缩小的趋势；南极海冰则有增长趋势，但变化速率的季节差异更加明显。海冰是海洋表面海水冻结形成的冰。海冰表面的降水再冻结也成为海冰的一部分。由于海水含有盐分，因此海水冻结温度低于0℃。

海冰具有显著的季节和年际变化。北极海冰分布范围在3～4月达到最大，约15×10⁶千米²，可延伸至44°N附近海域；8～9月最小，约6×10⁶千米²，仅分布于北冰洋海盆和加拿大北极群岛。南半球海冰分布范围在2月最小，约3×10⁶千米²，主要分布于威德尔海；9月最大，约18×10⁶千米²。南极海冰比北极海冰更轻，温度和盐都更高并且移动性更强。

根据政府间气候变化专业委员会（IPCC）第五次评估报告，1979～2012年，北极海冰分布范围以每10年3.5%～4.1%的速率减小。夏季缩小尤为明显，缩小速率达每10年9.4%～13.6%，北极冬季海冰厚度每10年减薄0.62米，消融期以每10年5.7±0.9天的速率延长。此外，1993～2010年，北极多年海冰的分布范围也以每10年（0.80±0.2）×10⁶千米²的速率锐减。而南极海冰的分布范围则呈增长趋势，1979～2012年南极海冰分布范围以每10年1.2%～1.8%的速率扩大，但变化速率的季节差异明显。其中，冬季为1.2%±0.5%，春季为1.0%±0.5%，夏季为2.5%±2.0%，秋季最大达3.0%±2.0%。