在北极上空的大气层中,有一团逆时针旋转的冷气团,随着季节的变化不断增大或收缩,人们把这个极地气旋称之为极涡,在北极地区又称为北极极涡。而在更为寒冷的南极,同样有极涡的存在。
无论是在北极,还是南极,极涡的形成的驱动力是极地与赤道之间巨大的温差。在冬季极夜期间形成了大规模的冷气团。对于北半球的冬半年而言,北极极涡是寒潮天气过程中重要的天气系统之一。

北极极涡主要出现区域是以极地为中心向亚洲北部新地岛以东的喀拉海、太梅尔半岛和中西伯利亚延伸,另一端则伸向的加拿大东部。极涡的活动平均持续天数一般超过5天,以北美——大西洋和亚洲区域活动最为频繁且稳定。尤其在亚洲地区更为稳定,最长的活动过程可达到35天之久。
由于北冰洋被大陆所环绕,其下垫面并不均匀,其环绕极涡的西风带会发生波动,因此,北极极涡其实并不稳定,因其扰动北极极涡的中心会分裂成2~3个极涡,分别移动到西伯利亚、北美或欧洲的上空,被极涡控制的地方会发生极寒的天气。

当北极极涡减弱、分裂时,极涡“围”住的极寒冷空气会从高纬度地区南下,最终导致中低纬度地区的极端低温和暴风雪天气事件。像2021年初北美德克萨斯州的世纪寒潮、以及2016年我国南方雨雪都是极涡分裂后,极寒冷空气南下造成的结果。
而南极极涡相较于北极极涡,由于南极大陆是被海洋所环绕、地形并不复杂,盛行西风带不受陆地影响,形成了完美的闭环,产生了强大的“围栏效应”,南极极涡非常稳定,中心位置很少变化。