Más allá del hielo y los osos polares, características famosas y distintivas del medio ambiente del Ártico, existe todo un ecosistema complejo de vida animal y vegetación silvestre, que será profundamente afectada por la tendencia actual del calentamiento prolongado en el Ártico.
No hay dudas de que esta región extrema se está calentando, de hecho, se ha calentado más rápido que cualquier otra en la tierra, con una temperatura que asciende de tres a cinco veces más rápido que la del planeta en su conjunto, durante los últimos 100 años. Los expertos predicen que estas temperaturas en aumento son susceptibles a causar el derretimiento de al menos la mitad del hielo marino del Ártico a finales de siglo. Se espera que la fusión del hielo de lugar a temperaturas incluso más altas ya que el hielo blanco brillante juega un papel importante en reflejar la radiación del sol. A medida que el hielo se derrita, mayor parte del oscuro océano y la tierra estarán expuestos a absorber la radiación, por lo tanto se producirá un mayor calentamiento del clima. Las investigaciones realizadas han encontrado que una gran parte del océano Ártico cubierto de hielo es ahora más delgada de lo que solía ser. Algunos modelos climáticos predicen que para el 2070, puede que no haya cobertura de hielo estival en absoluto.
La desaparición del hielo marino es una amenaza especialmente grave para el oso polar, ya que depende del hielo para cazar focas, su principal fuente de alimento, y también para descansar. Los registros de osos atrapados, ahogados y hambrientos se han convertido en una fuerte preocupación, al punto de que en septiembre de 2007, el Servicio Geológico de EE.UU. publicó una serie de estudios que llevó a sus científicos a la conclusión de que la reducción futura del hielo marino en el Ártico podría resultar en una pérdida de dos tercios de la población de osos polares dentro de 50 años. Tan triste destino para este majestuoso animal, tendría consecuencias extendiéndose mucho más allá del oso. Una disminución significativa en la población del oso polar podría desencadenar lo que los biólogos llaman una «cascada trófica», o un desacoplamiento total de la cadena alimentaria del Ártico.
El calentamiento no sólo afecta el hielo marino, también altera el paisaje terrestre del Ártico. El derretimiento significa la proliferación de arbustos que establecen un nuevo orden de vida entre las plantas, afectando el desarrollo de los líquenes de crecimiento lento y otras plantas como el sauce de tierra y la hierba de algodón, siendo todas el forrajeo favorito para animales herbívoros, como el caribú. Sin sus principales alimentos de invierno y verano, los caribúes son vulnerables al hambre.
Otra de las especies afectadas por el cambio de vegetación ártica es el lemming. Los cambios drásticos en su suministro de alimentos (juncos y musgos), junto con la falta de túneles de nieve para excavar, desafiarán la supervivencia de estos roedores y pueden causar el declive de sus poblaciones. Cuando esto suceda, también disminuirán las poblaciones de depredadores como los búhos de las nieves y los zorros árticos. Los investigadores ya han observado signos de alarma en la población del zorro ártico, dada una invasión de zorros rojos en la gama tradicional de los zorros árticos.
Con el calentamiento del Ártico llega una primavera temprana y una proliferación de insectos parásitos como las moscas y los mosquitos. Para los habitantes del Ártico como el caribú y los araos, una explosión de la población de insectos es en el mejor de los casos una molestia, y en el peor, una situación peligrosa para la vida. Estos animales tendrían que dedicar menos tiempo a la alimentación y más energía a tratar de escapar de las plagas.
Un cambio en la temporada para los insectos también tiene un efecto sobre algunas especies de aves, que hacen coincidir sus migraciones con las olas de insectos. El correlimo del norte de Alaska, por ejemplo, emigra desde Asia y pone sus huevos para tomar ventaja del aumento en las poblaciones de insectos, con el fin de alimentar a sus crías. Las temperaturas más cálidas pueden causar que los insectos eclosionen antes, desequilibrando las cuidadosamente cronometradas temporadas de anidación y cría de los correlimos.
Con el Ártico experimentando cambios climáticos cada vez más rápidos y severos, las plantas y los animales que han evolucionado para sobrevivir en este hábitat extremo se ven cada vez más amenazados. Al igual que el canario en la mina de carbón, el Ártico puede servir como señal de advertencia temprana ante un cambio climático inminente.