南極大陸的年平均氣溫為零下25度。南極沿海地區的年平均溫度為零下17~20度左右；而內陸地區為年平均溫度則為零下40~50度；東南極高原地區最為寒冷，年平均氣溫低達零下57度。地球上觀測到的最低氣溫為攝氏-89.6℃，這是1983年7月俄羅斯在南極設立的“東方”站記錄到的，在這樣的低溫下，普通的鋼鐵會變得像玻璃一般脆；如果把一杯水潑向空中，落下來的竟然是一片冰晶。南極的寒冷首先是與它所處的高緯度地理位置有關，由於高緯度地理位置，導致了在一年中漫長的極夜期間沒有太Sunny。同時，與太Sunny線入射角有關，緯度越高，Sunny的入射角越小，單位面積所吸收的太陽熱能越少。南極位於地球上緯度最高的地區，太陽的入射角最小，Sunny只能斜射到地表，而斜射的Sunny熱量又最低。再者，南極大陸地表95%被白色的冰雪覆蓋，冰雪對日照的反射率為80%～84%，只剩下不足20%到達地面，而這可憐的一點點熱量又大部分被反射回太空。南極的高海拔和相對稀薄的空氣又使得熱量不容易儲存，所以南極異常寒冷。

南極不僅是世界最冷的地方，也是世界上風力最大的地區。那裡平均每年8級以上的大風有300天，年平均風速19.4米/秒。1972年澳洲莫森站觀測到的最大風速為82米/秒。法國迪爾維爾站曾觀測到風速達100米/秒的颶風，這相當於12級颱風的3倍，是迄今世界上記錄到的最大風速。南極風暴所以這樣強大，原因在於南極大陸雪面溫度低，附近的空氣迅速被冷卻收縮而變重，密度增大。而覆蓋南極大陸的冰蓋就像一塊中部厚、四周薄的“鐵餅”，形成一箇中心高與沿海地區之間的陡坡地形。變重了的冷空氣從內陸高處沿斜面急劇下滑，到了沿海地帶，因地勢驟然下降，使冷氣流下滑的速度加大，於是形成了強勁的、速度極快的下降風。南極沒有四季之分，僅有暖、寒季的區別。暖季11月至3月；寒季4月至10月。暖季時，沿岸地帶平均溫度很少超過0℃，內陸地區平均溫度為-35～-20℃；寒季時，沿岸地帶為-30～-20℃，內陸地區為-70～-40℃。1967年初，挪威在極點附近測得-94.5℃的低溫。據估計，在東南極洲上可能存在-100～-95℃的低溫。