Om vinteren må det være flere dager med kaldere enn –15 °C i luften for at fjorden skal fryse til; det skyldes at vannsøylen har homogen salinitet pga. manglende avrenning fra land, og dermed synker nedkjølt overflatevann – og dermed tettere vann – ned, slik at varmere bunnvann flyter opp. Dette må også nedkjøles suksessivt for at hele den homogene vannmasse skal nå kritisk kald temperatur. Om vinteren fryser fjorden når havvannet når –1,8 °C, vanligvis i januar eller februar, som også er de to månedene hvor middeltemperaturen ved Adventfjorden er lavere enn –15 °C. Havisen kan bli inntil en meter tykk i april–mai. Siden 2005 har fjorden sjelden vært islagt. Dette skyldes at Vest spitsbergen strømmen – den nordligste avgreining av Golfstrømmen – fører varmt overflatevann med seg, og holder vestsiden av Svalbard isfri størstedelen av året.