南极大陆的年平均气温为-25℃。南极沿海地区的年平均温度为零下17至零下20℃左右；而内陆地区的年平均温度则为零下40至零下50℃；东南极高原地区最为寒冷，年平均气温低达-53℃。地球上观测到的最低气温为℃，这是2010年8月美国记录到的。2020年2月6日中午位于南极半岛的阿根廷埃斯佩兰萨科考站监测到的气温为℃，这是自1961年有记录以来的最高气温。
南极洲由大陆、陆缘冰、岛屿组成，总面积1424.5万平方千米，其中大陆面积1239.3万平方千米，陆缘冰面积158.2万平方千米，岛屿面积7.6万平方千米。南极洲大部分是2千米以上的山地与高原，最高点文森山，海拔5140米，冰层平均厚2千米，最厚达4750米，是全世界淡水的主要所在地。据估，若地球气温持续上升导致这些冰层全部融化，那么平均海平面将上升66米，全球绝大多数沿海地区都将被海水淹没。
南极洲是由冈瓦纳大陆分离解体而成，是世界上第四高的大陆，平均海拔几十到几百米。横贯南极山脉将南极大陆分成东西两部分。这两部分在地理和地质上差别很大。东南极洲是一块很古老的大陆，据科学家推算，已有几亿年的历史。
南极洲分布有众多的淡水和咸水湖池，最有名的是唐胡安池，其湖水含盐度极高，每升湖水含盐量均可达270多克，即使是在-70℃，湖水也不结冰。南极洲还有一种表面结冰、湖底高温高盐的湖，如较有名的万达湖和邦尼湖。