På de nordligste øyene er det mørketid 3-4 måneder om vinteren, og midnattssol 3-4 måneder om sommeren. Gjennomsnittlig årstemperatur ligger på rundt –20°C i nord og –6°C sør på Baffinøya. Sommertemperaturen stiger over frysepunktet bare i et par måneder. Nedbørsmengdene er små, fra 400 mm årlig sør på Baffinøya, til 100 mm sentralt på Ellesmereøya. Dronning Elizabeth-øyene regnes som polar ørken, med mindre enn 150 mm årlig nedbør. Hele området er dekket av permafrost, opptil 550 meter dyp. Et meter-tynt lag tiner om sommeren.