С севера в моря Российской Арктики поступают воды Северного Ледовитого океана. Холодные поверхностные воды Центрального Арктического бассейна распространяются на северные окраины всех морей.
В результате смешения речных вод с водами, приходящими из Атлантического и Тихого океанов, образуются поверхностные арктические воды, которые тонким слоем распределяются по всей акватории Арктического бассейна. Их характерной чертой являются большие годовые амплитуды температуры воды порядка 10°C и солености, достигающие 20‰. В зимнее время образуются холодные и высокосоленые воды. Летом температуры воды повышается, а соленость понижается вследствие увеличения объема материкового стока и таяния льда. Поверхностные арктические воды занимают преобладающую часть пространств сибирских морей.
Соленость воды в арктических морях испытывает наибольшие сезонные колебания по сравнению с другими районами Мирового океана, где величина ее сезонных колебаний составляет 0,2–0,3‰, тогда как в отдельных районах морей сибирского шельфа она составляет 6‰. В местах сосредоточения речного стока соленость воды летом понижается до 5–10‰, следовательно, сезонные колебания достигают здесь 8‰. Из-за таяния льда соленость поверхностной воды арктических морей понижается на 1–3‰.
Плотность воды на поверхности арктических морей больше всего связана с соленостью и температурой. В осенне-зимний период плотность воды выше, чем весной и летом. Наибольшая величина плотности воды в это время отмечается севернее центральной части Баренцева моря (более 1,02800 г/см3), а наименьшая — в южной части Карского моря (менее 0,01600 г/см3). Летом, когда поверхностные воды опресняются за счет таяния льдов и речного стока, их плотность понижается. Самая большая плотность в этот период отмечается в центральной части Баренцева моря (более 1,02725 г/см3), а наименьшая — в южных частях морей: Белого, Карского и Лаптевых.
Обычно плотность увеличивается с глубиной. Ее распределение по вертикали связано с вертикальным распределением солености и температуры воды в морях.