El cambio climático afecta en diverso modo los dos polos de la Tierra.
En el Polo Ártico, los cambios en la masa de hielo han sido alarmantes. El US Nacional Snow and Ice Data Center señala que en la actualidad la cobertura helada del Ártico, en el mes de septiembre (cuando el hielo está en su mínimo), es un 80% menor a la que existía en la década de 1970 y que el hielo durante las épocas invernales está disminuyendo en un 4% por década, un derretimiento que se ha acentuado desde el año 2003. Y ello no sólo ha ocurrido en la extensión sino también en la profundidad de los hielos. Se estima que la capa de hielo se ha adelgazado hasta un 40% en los últimos 40 años, con un promedio de 15%. De este modo cuando en ciertos puntos alcanzaba los 3 metros de profundidad, hoy sólo tiene 2.La mayor vulnerabilidad del Polo Norte a los efectos del cambio climático se debe, entre otros, a la contaminación que llega desde áreas más pobladas, especialmente del Sudeste Asiático, lo que contribuye a ennegrecer la nieve y el hielo, aumentando también la capacidad de absorber calor.
En el caso del territorio Antártico, a diferencia del ártico, las temperaturas superficiales han disminuido en 0.2° C por década y las señales de mayor enfriamiento continúan, debido especialmente a dos razones. Primero, porque el mismo calentamiento global ha provocado un cambio en los vientos que circulan sobre el continente concentrando el aire frío más cercano a la superficie. Segundo, porque el agujero en la capa de ozono ha producido una baja en las temperaturas de la primavera y el verano contribuyendo también con el frío.
Sin embargo, se espera que una vez que el agujero de ozono empiece a repararse hacia fines de la centuria, aumente el aire cálido sobre este territorio, conllevando mayor humedad y con ello lluvias que al caer al suelo y congelarse aumentarán la altura del hielo, como ya ha estado sucediendo en el lado Este, en donde se ha engrosado en 2.2 cm por década desde 1990.
