टुंड्रा ग्रह पर सबसे ठंडे क्षेत्रों में से एक है, जिसका औसत तापमान 16 डिग्री फ़ारेनहाइट है। कई प्रमुख कारक भूवैज्ञानिकों और पर्यावरणविदों को टुंड्रा की स्थिति निर्धारित करने में मदद करते हैं। कोपेन प्रणाली टुंड्रा को डीएफसी के रूप में वर्गीकृत करती है। "डी" टुंड्रा की बर्फीली जलवायु से संबंधित है। "एफ" साल भर पर्याप्त वर्षा के लिए खड़ा है, और "सी" इंगित करता है कि चार महीने से भी कम समय में औसत तापमान 50 डिग्री फ़ारेनहाइट या सेल्सियस पैमाने पर 1 डिग्री से अधिक होता है। वर्षा विरल है और मुख्य रूप से हिमपात है, जिसमें वर्ष में 18 इंच से अधिक नहीं होता है। उत्तरी यूरोप, रूस, अलास्का के कुछ हिस्सों और उत्तरी कनाडा में टुंड्रा हैं - सभी आर्कटिक सर्कल के पास हैं।
एक टुंड्रा बनता है क्योंकि यह क्षेत्र जितना कार्बन डाइऑक्साइड पैदा करता है उससे अधिक लेता है। टुंड्रा पृथ्वी के तीन प्रमुख कार्बन डाइऑक्साइड सिंक में से एक है। टुंड्रा क्षेत्र के स्वदेशी पौधे एक नियमित प्रकाश संश्लेषक चक्र से नहीं गुजरते हैं। वे गर्मी के छोटे महीनों के दौरान ऑक्सीजन को अवशोषित करते हैं लेकिन सर्दियों के दौरान जल्दी से जम जाते हैं और कार्बन डाइऑक्साइड में फंस जाते हैं। आम तौर पर पौधे विघटित होने पर कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ते हैं, लेकिन टुंड्रा में वे पर्माफ्रॉस्ट नामक एक घटना से गुजरते हैं। वैज्ञानिकों ने टुंड्रा पर्माफ्रॉस्ट में जमे हुए हजारों साल पुराने पौधों की खोज की है।
उत्तरी अक्षांश और असामान्य रूप से ठंडी जलवायु टुंड्रा की अनूठी मिट्टी की संरचना बनाती है। पर्माफ्रॉस्ट पृथ्वी की मिट्टी की एक परत है जो साल भर जमती रहती है। टुंड्रा क्षेत्रों में जानवरों को सतह में दबने से रोका जाता है, जैसा कि कई अन्य प्रजातियां गर्म जलवायु में करती हैं। पर्माफ्रॉस्ट एक बाधा के रूप में कार्य करता है, जो कठोर हवाओं और तापमान से कोई आश्रय प्रदान नहीं करता है। ऊपरी मिट्टी का केवल एक हिस्सा गर्मी के महीनों के दौरान पिघलता है, और निचली मिट्टी जैविक रूप से निष्क्रिय रहती है।
कई पौधे और जानवर टुंड्रा और इसकी कठोर परिस्थितियों के अनुकूल हो गए हैं। काई, हीथ और लाइकेन जैसे कुशन पौधे गर्म चट्टानों के अवसादों में उगते हैं जहां कठोर हवाओं से आश्रय होता है। यह दलदली और दलदली झीलों से ढकी एक गीली तली बनाता है। यह टुंड्रा को एक कीट-समृद्ध वातावरण भी बनाता है, जो मच्छरों, मक्खियों और मिडज की सहायक प्रजातियों का समर्थन करता है। पहाड़ी बकरियों, लोमड़ियों और कारिबू जैसे बड़े जानवरों ने टुंड्रा के बंजर बंजर भूमि में रहने के लिए अनुकूलित किया है।