本书是海洋科学领域“101计划”核心教材之一。
全书共分十章：第一章介绍南北极的地理环境与气候特征，回顾我国极地科学考察成就，概述极地海洋在全球气候系统中的地位和重要性。第二章讲解极地气象，包括天气特征、气候变化、极地大气环流、边界层过程、大气成分与臭氧变化，以及我国考察站的观测成果。第三章从海冰基本概念出发，介绍其形成、生长和物理特性，分析海冰类型及冰间湖等特殊现象。第四章阐述格陵兰和南极冰盖、冰架的基本特征，讨论冰盖物质平衡与冰流系统演变，以及冰架与海洋相互作用。第五章介绍南大洋主要水团、环流和锋面系统，分析其物理特征、形成与变异机制等。第六章将北冰洋与北欧海、白令海等作为统一系统，介绍其环流格局和水团特征。第七章重点讨论极地海洋的碳循环、碳汇过程、酸化脱氧及生源要素循环，分析气候变化下的极地生物地球化学过程。第八章介绍极地观测技术，包括现场平台、观测装备、卫星遥感与反演方法，并综述国际主要极地观测计划和数据产品。第九章总结极地各圈层（海冰、海洋、冰架、冰盖）数值模型及其耦合模式，展示主流模式的典型应用。第十章介绍全球变暖对极地大气、海洋及冰雪系统的影响，重点探讨极地海洋环境的剧烈变化及其潜在驱动机制，并进一步阐述这些变化对全球气候模式的影响。
全书以基础概念和核心知识为起点，结合典型案例，系统展现极地海洋多圈层的物理现象及最新发展趋势。
本书是为海洋、大气、遥感、地理、测绘、海洋生物化学等地球科学专业本科高年级学生或者研究生编写的教材，也可作为海洋工程、资源环境、冰冻圈、气候变化等相关专业的本科与研究生的教学用书，亦可作为相关专业科研人员及工程技术人员的参考书。
