В описании каждого участка моря решающее значение имеет характеристика его глубин. Все материки окружены полосой относительного мелководья, где глубины по направлению к океану увеличиваются более или менее равномерно до 200—300 м; после этого профиль дна резко падает к большим морским глубинам и, достигая этих глубин, получает более горизонтальное направление. Неглубокое подводное плато, расположенное до резкого падения профиля дна, край которого, как правило, близко граничит с изобатой в 1 000 метров, является непосредственным подводным продолжением материка и называется материковой отмелью. Материковая отмель может быть расчленена глубокими подводными долинами и иметь такое же неровное очертание, как и само побережье.
Несмотря на трудности продвижения в забитом льдами Северном Ледовитом океане, имеется все же значительное количество измерений глубин, которые удалось произвести здесь различным экспедициям с тех пор, как Фритьоф Нансен в 1893 г. предпринял поход в эти тогда совершенно неисследованные районы. По отношению к площади Северного Ледовитого океана, составляющей около 12,5 млн. кв. км, это количество измерений, конечно, невелико, однако на основании этих данных можно все же в общих чертах получить ясное представление о глубинах. В центральной части Северного Ледовитого океана находится впадина с глубинами более 3 тысяч метров. Вблизи Северного полюса, по-видимому, имеется большой участок, глубина которого повсюду больше 4 тыс. м; наибольшая известная нам глубина достигает здесь 5182 метров («Седов», 1939 г.). Края впадины Северного Ледовитого океана подходят довольно близко к северному побережью Аляски, а также к Земле Кронпринца Христиана в Гренландии. К северу от Сибири, вплоть до северо-западного побережья Аляски, широкой полосой тянется материковая отмель. Между Землей Кронпринца Христиана и архипелагом Шпицберген приблизительно по 80° с. ш. проходит подводный хребет — порог Нансена, — наибольшие глубины над которым достигают приблизительно 1750 — 2000 метров и который отделяет впадину Северного Ледовитого океана от впадины Атлантического океана.
В Гренландском и Норвежском морях наибольшие глубины достигают около 3600 метров и расположены соответственно к северу и к югу от острова Ян-Майен. Гренландское и Норвежское моря отделены на юге от Атлантического океана подводным порогом Уайвилла-Томсона, который начинается от Шетландских и Оркнейских островов, проходит через Фарерские острова и Исландию к восточному побережью Гренландии. Наибольшая глубина в Датском проливе над этим подводным хребтом равна всего лишь 446 метров. Такая глубина отмечена в небольшой извилистой подводной долине, примерно в 90 морских милях к западу от северо-западной части Исландии. Материковая отмель у восточного побережья Гренландии рассекается рядом подводных долин — продолжений фьордов. Вследствие неблагоприятных ледовых условий глубины над материковой отмелью определены здесь лишь в немногих местах, однако установлено, что в разных частях ее имеются банки. По характеру подводного рельефа Гренландское и Норвежское моря представляют собой одно целое. Разделение же этого водного пространства вызвано лишь значительными различиями гидрологического режима, ибо для Гренландского моря характерно холодное течение, выходящее из Северного Ледовитого океана и приносящее с собой льды, а в Норвежском море в основном преобладают более теплые атлантические воды.
В море Ирмингера вдается северное ответвление Западно-атлантической глубоководной котловины, ограниченной с востока хребтом Рейкьянес. Здесь, как и в Гренландском море, глубина в пределах изобаты в 1000 метров, окаймляющей побережье Гренландии, очень скоро уменьшается до 300—400 метров.
Между Гренландией и арктической частью Канады находятся две большие впадины: южная, представляющая собой продолжение Западноатлантической впадины, и северная, являющаяся изолированной котловиной, вытянутой примерно от 67° с. ш. до южной части пролива Смита. Между этими двумя впадинами поперек узкой части фарватера пролива Дэвиса протягивается подводный хребет, наибольшая глубина над которым равна лишь 675 метров.
Края впадины с глубинами более 1000 метров не доходят до пролива Смита, в южной части которого (между мысом Атолл и мысом Изабелла) наибольшая глубина, по-видимому, не превышает 650 метров. В северной части пролива Смита глубина несколько увеличивается. В заливах Инглфилд и Китовом находится изолированная котловина глубиной до 950 м; у мыса Парри она, повидимому, простирается на два десятка километров к югу вдоль Земли Стинсби.
Вдоль гренландского побережья от мыса Фарвель до мыса Йорк в пределах изобаты в 1000 метров имеется ряд отмелей различных размеров. Наиболее крупными из них являются следующие: Юлианехоб, Фредериксхоб, Данае, Фискенес, Фюллас (против Готхоба), отмель Лилле — Хеллефиске, отмель Сторе-Хеллефиске, Диско и ряд отмелей от Упернавика до мыса Йорк. Отмели отделены друг от друга более глубокими долинами, которые идут с моря по направлению к берегу. На некоторых отмелях встречаются глубокие места, тогда как на других мелководье продолжается вплоть до берега.