Ο Αρκτικός Ωκεανός συνορεύει με αρκετές σημαντικές περιφερειακές θάλασσες. Τέσσερις προεξέχουσες βρίσκονται εξ ολοκλήρους ή μερικώς εντός του Αρκτικού Κυκλώματος:
Βρίσκεται μεταξύ του Νησιού Μπάφιν της Καναδάς και της Γροιλανδίας, ο Κόλπος Μπάφιν είναι ο μεγαλύτερος κόλπος του κόσμου, καλύπτοντας πάνω από 1,2 εκατ. χλμ² (470.000 τετρ. μίλια). Συνδέει τον Αρκτικό Ωκεανό με τον Ατλαντικό μέσω της Στενής Ντρέικ.
Τοποθετημένη μεταξύ Γροιλανδίας, Γιαν Μάγιαν, Σβάλμπαρντ και Ισλανδίας, η Θάλασσα της Γροιλανδίας εκτείνεται περίπου 1,2 εκατ. χλμ² (460.000 τετρ. μίλια). Περιέχει τη Στενή Φράμ, το πιο βαθύ σημείο του Αρκτικού Ωκεανού στα πάνω από 5.500 μέτρα (18.000 πόδια).
Βόρεια της Νορβηγίας και Ρωσίας, η Θάλασσα Μπαρέντς καλύπτει περίπου 1,4 εκατ. χλμ² (540.000 τετρ. μίλια). Είναι διάσημη για πλούσιες αλιείες και σημαντικά αποθέματα πετρελαίου και φυσικού αερίου.
Μεταξύ Νόβαγια Ζεμλιά και Σεβερναγια Ζεμλιά, η Θάλασσα Κάρα εκτείνεται πάνω από 880.000 χλμ² (340.000 τετρ. μίλια). Είναι σχετικά ρηχή (μέσος βάθος <100 μ) και χρησιμεύει ως σημαντική αρκτική ναυτιλιακή διαδρομή.
Αυτές οι θάλασσες παίζουν κρίσιμους ρόλους στο αρκτικό κλίμα, την οικολογία και τη γεωπολιτική.
