Северный Ледовитый океан является самым пресным океаном. Меньшая соленость вод связана с небольшим объемом вод океана и большим объемом речного стока. Большой речной сток с территории Евразии и Северной Америки (Обь, Енисей, Лена, Маккензи и др.) повышает температуру и уменьшает соленость водных масс.
В Северном Ледовитом океане выделяются несколько слоёв водных масс. Поверхностный слой, имеющий низкую температуру (ниже 0 °C) и пониженную солёность. Последняя объясняется распространяющим действием речного стока талых вод и очень слабым испарением.
Ниже выделяется подповерхностный слой, более холодный (до −1,8 °C) и более солёный (до 34,3%), образующийся при перемешивании поверхностных вод с подстилающим промежуточным водным слоем.
Промежуточный водный слой − это поступающая из Гренландского моря атлантическая вода с положительной температурой и повышенной солёностью (более 37%), распространяющаяся до глубины 750−800 м.
Глубже залегает глубинный водный слой, формирующийся также в Гренландском море, но в зимнее время и медленно ползущий единым потоком от пролива между Гренландией и Шпицбергеном. Через 12−15 лет, считая времени от входа в пролив, эта водная масса достигает района моря Бофорта. Температура глубинных вод около −0,9 °C, солёность близка к 35%.