Antarktyka to obszar wokół Bieguna Południowego, obejmujący kontynent Antarktydy wraz z okrywającym go lądolodem oraz otaczającymi go wyspami i wodami (czasami określanymi jako Ocean Południowy). Do Antarktyki zaliczamy między innymi następujące wyspy i archipelagi wysp: Szetlandy Południowe, Orkady Południowe, Georgia Południowa, Sandwich Południowy, Wyspy Kerguelena i Wyspy Crozeta. Wschodnia część kontynentu (leżąca na półkuli wschodniej) ma zwartą linię brzegową, z kilkoma tylko zatokami. W części zachodniej (leżącej na półkuli zachodniej) zaznacza się Półwysep Antarktyczny, sięgający w stronę południowego krańca Ameryki Południowej. Jest to jedyny obszar kontynentu Antarktydy sięgający poza Koło podbiegunowe południowe (szerokość geograficzna przylądka Prime Head - 63°12’48’’S). To właśnie wzdłuż wybrzeży zachodniej części kontynentu wyróżniono kilka mórz przybrzeżnych: Morze Weddella, Morze Rossa, Morze Bellinghausena i Morze Amundsena.
Antarktyda położona jest w środkowej części płyty antarktycznej. Większość kontynentu została ukształtowana w triasie i wchodziła w skład południowego kontynentu Gondwany. Do oligocenu Antarktyda była połączona z Australią. Na kontynencie znajdują się trzy główne jednostki geologiczne: prekambryjska platforma antarktyczna, młoda platforma paleozoiczna oraz strefa fałdowań alpejskich (m.in. góry Półwyspu Antarktycznego ą przedłużeniem Andów). Na Antarktydzie odkryto wiele bogactw mineralnych: węgiel kamienny, ropę naftową, złoto, platynę, miedź. Ustalenia traktatu antarktycznego (1959) zakazują jednak wydobycia minerałów, co najmniej do roku 2048, z myślą o przyszłych pokoleniach. Zachodnia część Antarktydy jest też obszarem aktywnym sejsmicznie i wulkanicznie. Na archipelagach Sandwich Południowy i Szetlandy Południowe rejestrowane są trzęsienia ziemi. Najbardziej znanym wulkanem Antarktydy jest Erebus. Jest on aktywny (ostatnia erupcja w 2012 roku), położony na Wyspie Rossa na Morzu Rossa. Ma wysokość około 3 794 m n.p.m. W kraterze wulkanu znajduje się stałe jezioro lawowe.
Antarktyda bez uwzględnienia lądolodu jest jednym z niższych kontynentów, dominują nizinne równiny, nie przekraczające 300 m ponad obecny poziom morza. Część równin znajduje się poniżej poziomu morza (bez lądolodu tworzyłyby więc zatoki, morza szelfowe i depresje – oczywiście zanik lądolodu spowodowałby izostatyczne podniesienia się znajdującego się pod nim lądu). Obecność lądolodu antarktycznego powoduje jednak, że Antarktyda jest średnio najwyższym kontynentem – 2 040 m n.p.m. Nad powierzchnię lądolodu (średnia miąższość , maksymalna grubość 4 776 m) wystają jako nunataki szczyty gór antarktycznych. Głównym łańcuchem górskim Antarktydy są Góry Transantarktyczne. Ciągną się one na długości 3 200 km od wybrzeży Morza Rossa do wybrzeży Morza Weddella i dzielą kontynent na Antarktydę Wschodnią i Antarktydę Zachodnią. Najwyższym szczytem Gór Transantarktycznych jest Góra Kirkpatricka (4 528 m n.p.m). Najwyższy szczyt kontynentu Masyw Vinsona położony jest w zachodniej części Antarktydy, w Górach Ellswortha. Jego wysokość wynosi 4 892 m n.p.m.
Cechą charakterystyczną powierzchni Antarktydy jest pokrywający ją lądolód. Średnia grubość (miąższość) lodu wynosi 2 700 m maksymalna zaś 4 776 m. Powierzchnia lądolodu wynosi ok. 13,3 mln km2. Objętość lodu wynosi 32,4 mln km³ - lądolód antarktyczny skupia więc 90% światowego lodu i 70% wody słodkiej na Ziemi. W obrębie lądolodu wyróżniają się strumienie lodowe, charakteryzujące się znacznie większą prędkością spływu ku wybrzeżom niż otaczający lód (średnio 200 m/rok).
U wybrzeży Antarktydy rozwinęły się lodowce szelfowe. Stanowią one brzeżną część lądolodu. Lód unosi się swobodnie na powierzchni wody, a jego podstawa jest zanurzona. Powierzchnia lodowca szelfowego jest niemal zupełnie płaska. Z reguły kończą się one lodowym klifem, od którego oddzielają się góry lodowe. Lodowce szelfowe mają powierzchnię ok. 11% lądolodu antarktycznego i grubość od 200 do 1300 m. Najważniejsze lodowce szelfowe to: Lodowiec Szelfowy Rossa (największy lodowiec szelfowy świata o powierzchni 487 tys. km2, góra lodowa, która oderwała się od niego w 2000 roku miała powierzchnię większą niż Cypr), Lodowiec Szelfowy Ronne i Lodowiec Szelfowy Filchnera. Wokół Antarktydy unosi się pływający lód morski – tzw. pak lodowy. Zimą pływająca kra łączy się tworząc zwartą pokrywę lodów morskich. Obszary pozbawione lodu, głównie na wybrzeżu Antarktydy, nazywane są oazami. Zlodowacenie Antarktydy zaczęło rozwijać się w eocenie (ok. 50 mln lat temu). Zlodowaceniu uległy wtedy gł. obszary górskie. Lądolód, który pokrył cały kontynent ostatecznie rozwinął się w miocenie (ok. 20 mln lat temu). Obecnie obserwujemy intensywne topnienie lodowców górskich i tarczy lodowej Antarktydy Zachodniej. Tarcza lodowa Antarktydy Wschodniej pozostaje na razie stabilna.
Klimat Antarktydy należy do najsurowszych na Ziemi. Temperatury w okresie najcieplejszym (styczeń) wynoszą od -10°C do -35°C, natomiast w najzimniejszym miesiącu lipcu, temperatura spada średnio do -72° C. Najwyższa temperatura, jaka zanotowano na Antarktydzie to +11,6° C. W dniu 21 lipca 1983 roku na stacji badawczej Wostok zarejestrowano najniższą na świecie temperaturę powietrza -89,2°C. Antarktyda jest również jednym z najbardziej wietrznych obszarów na Ziemi. Na obrzeżach kontynentu przez 200- 300 dni w roku wieją wiatry z prędkością 10 m/s (w porywach nawet 60-90 m/s) – katabatyczne wiatry spadowe. Są one przyczyną potężnych zamieci śnieżnych. Wiatry katabatyczne opadając z dużej wysokości z Płaskowyżu Antarktycznego ku wybrzeżu powodują silny efekt fenopochodny – powietrze ociepla się i osusza. W efekcie tworzyć mogą się lokalnie obszary wolne od lodu, takie jak Suche Doliny McMurdo na Ziemi Wiktorii (z najdłuższą na Antarktydzie rzeką Onyx – 30 km długości). Opady na kontynencie są bardzo niskie (porównywalne do tych na Saharze – kilkadziesiąt mm rocznie). Tylko Półwysep Antarktyczny i wąska strefa nadbrzeżna otrzymują większą ilość opadów (200-600 mm w ciągu roku).
W okresie wiosny antarktycznej (IX-XI) nad obszarem tym rozwija się dziura ozonowa, zanikająca w okresie lata.
Świat roślinny Antarktydy jest bardzo ubogi gatunkowo. Skąpa roślinność pojawia się jedynie na skrawkach lądu wolnych od lodu, najczęściej w nadmorskich brzegach i na skalistych nunatakach. Są to głównie porosty, glony, mchy i wątrobowce. Występują tu tylko 2 rośliny naczyniowe – śmiałek antarktyczny i kolobant antarktyczny. W Antarktyce dominują zwierzęta wodne lub ziemno(lodo)-wodne: skorupiaki (kryl), ryby (np. antary), pingwiny (liczne gatunki – pingwin Adeli, pingwin cesarski, pingwin maskowy), wydrzyk wielki, walenie (m.in. płetwale błękitne pożywiające się krylem) oraz foki i uchatki (krabojady, słonie morskie, lamparty morskie).
Arktyka to obszar Ziemi otaczający biegun północny. Centrum Arktyki zajmuje pokryty lodem Ocean Arktyczny. Otaczają go bezleśne obszary lądowe o przemarzniętym gruncie (wieloletnia zmarzlina). Ocean Arktyczny zajmuje przestrzeń około 14,4 mln km², (powierzchnia podobna jak kontynent Antarktydy). Ocean Arktyczny łączy się wyraźnie z Oceanem Atlantyckim przez: szerokie Morze Grenlandzkie i węższe cieśniny w Arktyce Kanadyjskiej oraz z Pacyfikiem przez Cieśninę Beringa. Dzieli się na ocean głębszy i płytszy (zalany szelf kontynentalny). Największa dotychczas znana głębokość wynosi 4 850 m.
Największe wyspy Arktyki to: Grenlandia, Ziemia Baffina, Wyspa Wiktorii, W. Ellesmere’a, Nowa Ziemia, Spitsbergen. Główne półwyspy to : Płw. Kolski, Płw. Tajmyr i Płw. Czukocki. Powierzchnia lądowa Arktyki to ok. 10 mln km2, jest w większej części nizinna, należą do niej krańce niziny Wschodnioeuropejskiej, Zachodniosyberyjskiej, Północnosyberyjskiej, Jańsko-Indygirskiej i Kołymskiej oraz niziny nad O. Arktycznym w Ameryce Północnej.
Na dnie oceanu znajduje się grzbiet śródoceaniczny, Grzbiet Gakkela, będący strefą bardzo powolnego rozrostu dna oceanu. Arktyka leży na tarczach krystalicznych: kanadyjskiej, bałtyckiej, angarskiej i ałdańskiej. Góry Grenlandii, Svalbardu, Uralu i Tajmyru podlegały wypiętrzaniu w orogenezach kaledońskiej i hercyńskiej, góry Syberii i Alaski w orogenezie alpejskiej. Dno Oceanu Arktycznego bogate jest w różne surowce mineralne – w tym zwłaszcza ropę naftową i gaz ziemny. Amerykanie wydobywają zresztą ropę naftową na północnych wybrzeżach Alaski - w Prudhoe Bay. Wydobycie ropy naftowej i gazu ziemnego spod dna Morza Barentsa planują Rosjanie i Norwegowie.
Pokrywa lodowa Arktyki zaczęła się tworzyć w neogenie. W czwartorzędzie lód pokrywał już znaczną powierzchnię Arktyki. W tym okresie wielokrotnie dochodziło też do formowania (i cofania) lądolodu. Poza obszarami zlodowaconymi, rzeźba Arktyki jest peryglacyjna. W tej strefie jej powierzchnia jest poddawana intensywnym procesom wietrzenia mrozowego, soliflukcji i działalności lodu gruntowego. W plejstocenie pokrywa lodowa na północnej półkuli była dużo rozleglejsza. Współcześnie tworzą ją głównie: lądolód grenlandzki (o powierzchni ok. 1,7 mln km2, silnie topniejący), czapy lądowe na Ziemi Baffina i wyspach Archipelagu Arktycznego Kanady oraz lody morskie na powierzchni Oceanu Arktycznego. Współcześnie ok. 28% powierzchni arktycznych lodów morskich to lód stały, nie topniejący w ciągu lata – ma on średnio grubość ok. 2-3 m (maksymalnie – w regionach spiętrzenia lodów morskich do ok. 20 m). Reszta lodów morskich to sezonowe lody pojawiające się w chłodnej połowie roku (o grubości do 1 m). Prawie 40% powierzchni morskiego lodu z lat 70.tych uległo roztopieniu do 2007 roku. Latem 2012 roku zanotowano najmniejszą od początku pomiarów powierzchnię arktycznych lodów morskich – ok. 3,5 mln km2.
Klimat Arktyki cechuje się długotrwałymi niskimi temperaturami (klimat subpolarny i polarny) i małymi opadami. Średnia temperatura najchłodniejszego miesiąca (stycznia) zawiera się w przedziale od poniżej -50°C we wnętrzu Grenlandii do ok. –25°C na południowych granicach części lądowej i do -3° na południowej granicy M. Grenlandzkiego. Temperatura najcieplejszego miesiąca (lipca) waha się od poniżej 0°C na Grenlandii do 10°C na południowych granicach części lądowej Arktyki. Najniższą temperaturę -52°C zanotowano w rejonie bieguna północnego. Sumy roczne opadów są niskie, od poniżej 100 mm w części środkowej (w postaci śniegu), do 300–400 mm na krańcach południowych (miejscami gł. w postaci śniegu). W zimie bardzo częste są silne wiatry powodujące zamiecie śnieżne.
Mimo tego, że znaczna część Arktyki pokryta jest lodem obszar ten tętni życiem, na które składa się bogata fauna i flora morska, zwierzęta lądowe, ptaki oraz społeczności ludzkie. Dominuje tu tundra – bezdrzewna formacja roślinna, z mchami, porostami (np. chrobotek reniferowy), ale również rośliny zielne, czy nawet krzewinki (karłowate wierzby, brzoza karłowata). Tundra przechodzi w polarną pustynię lodową. Fauna Arktyki (zwłaszcza lądowa) jest bogatsza od fauny Antarktydy. Wśród saków występują tu renifery/karibu (zimą wędrujące daleko na południe), piżmowoły, niedźwiedzie polarne, pieśce, lemingi, zające bielaki oraz saki morskie – fokowate (nerpa, mors i inne) oraz walenie (wieloryb grenlandzki, narwal, białucha). Występują tu też ptaki – sowa śnieżna i ptaki morskie (alki, nurzyki, rybitwy).
Rdzenna ludność Arktyki m.in. Eskimosi, Lapończycy, Czukcze i Nieńcy, dostosowała się do niezwykle trudnych warunków życia tworząc wyjątkowe kultury.
Zarówno w Arktyce, jak i Antarktyce, poza kręgiem polarnym występuje zjawisko dnia polarnego i nocy polarnej, podczas których Słońce nie zachodzi lub nie wschodzi przez co najmniej 24 godziny. W regionach polarnych położone są też bieguny magnetyczne Ziemi, do których zbiegają się linie pola magnetycznego naszej planety. W okresach dużej aktywności słonecznej wzdłuż linii pola magnetycznego cząstki wiatru słonecznego przedostają się na nieduże wysokości nad powierzchnią ziemi, powodując świecenie atomów gazów – zorze polarne i okresowy zanik łączności radiowej.