Pourquoi fait-il si froid en Antarctique ? Outre l'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre qui limite l'ensoleillement des deux régions polaires par rapport à l’équateur, plus de 80% de l'énergie solaire estivale qui atteint la glace antarctique est renvoyée vers l'espace, contre 35% sur les continents et 15% sur l'océan. C’est ce que l’on appelle l’albédo. Et en hiver, la banquise double encore cette surface blanche réfléchissante. De plus, la neige rayonne de l'énergie sous forme d'infra-rouge (rayonnement lié à la température d’un corps). Au total, l'immense Antarctique perd plus de chaleur qu'il n'en reçoit : c'est un véritable « puits de froid ». Ce manque est compensé par l'océan environnant et par l'air venu des régions tempérées.
 
Élément fondamental des échanges océan-glace-atmosphère, l'Antarctique est un des moteurs du climat. Dans le fonctionnement global de la « machine atmosphérique », l'air chaud et humide qui s'élève au-dessus des régions équatoriales retombe, froid et sec, au niveau des pôles. Ce brassage, dévié par la rotation terrestre (force de Coriolis) et la distribution particulière des terres dans l'hémisphère Sud, crée la ceinture des hautes pressions océaniques australes et une « auge barométrique » dépressionnaire stable (en d’autres mots une zone de faible pression) à la périphérie du continent. Pendant la longue nuit hivernale, l'air de l’Antarctique est isolé de la circulation générale au centre d’un gigantesque manège de circulation atmosphérique. C’est ce que l’on appelle le vortex antarctique.
 
De même, l’Antarctique comme l’Arctique sont des régions responsables de la formation d’eau de fond, de l’eau dense et donc « lourde » qui se charge en sel près des zones de création de banquise. Cette eau plonge ensuite dans l’océan et alimente le moteur du grand tapis roulant que l’on appelle « la circulation thermohaline ». Le bon fonctionnement de cette circulation assure les échanges de chaleur et de sel dans l’océan mondial et donc une grande partie de notre climat régional. La plongée des eaux en Arctique est notamment un moteur du « Gulf Stream » donnant un climat plus chaud et clément à la latitude de Bordeaux en France, comparée à celle de Montréal.

Le vent, le froid et la sécheresse caractérisent le climat antarctique. Amenées sur la côte par les dépressions océaniques, les précipitations diminuent rapidement vers l'intérieur : de 900 mm d'eau (90 g/cm2 de neige) tombés par an à l'extrémité de la Péninsule, la quantité chute à 30 mm à peine, au cœur du continent. C’est d’ailleurs moins que dans bien des déserts. Cette sécheresse et l'absence de poussières confèrent à l'air antarctique une extraordinaire pureté. Les températures diminuent, elles aussi, vers l'intérieur, mais également en fonction de l'altitude ; entre la côte et le point culminant de la calotte (4 000 m, dans l'est), l'écart varie de 0°à -35 °C l'été, et de -10° à - 80°C l'hiver (minimum mondial : -98°C à l’Est de l’Antarctique et maximum de 20,7°C enregistré sur la péninsule Antarctique en février 2020). Quant aux vents, la côte antarctique subit les plus fortes rafales du monde : on a mesuré des pointes à 327 km/h en juin 1977 en Terre Adélie (l'échelle de Beaufort, qui s'arrêtait aux typhons, a dû être complétée...). À ces vitesses, les hommes et le matériel s'envolent ! Cette violence est due à un écoulement particulier de l'air polaire, très froid au contact du sol et donc très dense, qui « ruisselle » de plus en plus rapidement depuis les hauteurs de la calotte vers la périphérie, sous une couche plus chaude. Ces vents sont dits catabatiques (du grec kata, en dessous). Les vents catabatiques « réchauffent » les régions polaires en « emportant du froid » vers les régions périphériques ; ils participent aussi à la formation et à la dispersion de la banquise. Les blizzards, eux, peuvent durer plusieurs jours avec d'imprévisibles rafales ; ils soulèvent et transportent d'énormes quantités de neige près du sol, rendant brutalement tout déplacement impossible et dangereux. Un seul moyen de s'en protéger : attendre et se mettre à l’abri.