Von Permafrost- oder Dauerfrostböden sprechen die Forscher, wenn das Erdreich mindestens zwei Jahre lang gefroren ist. In der Arktis gibt es Gebiete, in denen über zwei Drittel des Untergrundes aus Eis bestehen, unter anderem in Sibirien. Dort liegen die größten Permafrostgebiete. Die Böden sind bis zu 1600 Meter tief gefroren. Permafrostregionen sind im Mittel minus zehn Grad Celsius kalt. Am niedrigsten sind die Temperaturen mit minus 15 Grad in Kanada. Vergleichsweise warm ist der Permafrost auf Spitzbergen mit einer Mitteltemperatur von minus zwei Grad. Durch den Klimawandel erwärmten sich diese Bodenschichten jedoch langsam. Eine Studie des internationalen Perma­frost-Netzwerkes habe ergeben, dass in allen Gebieten mit Dauerfrostboden die Temperatur des gefrorenen Untergrundes ab zehn Metern Tiefe von 2007 bis 2016 im Schnitt um 0,3 Grad Celsius gestiegen sei. Besonders hoch sei der Temperaturanstieg mit einem Grad in Sibirien. Die Forscher untersuchten Bohrkerne aus insgesamt 154 Bohrlöchern.

Da in Permafrostböden große Mengen organischen Materials gefroren seien, könnten Mikroorganismen die Überreste zersetzen, wenn die Temperaturen weiter stiegen. Dabei entstünden dann noch mehr Treibhausgase, was den Klimawandel weiter beschleunige. Eine deutliche Erwärmung zeichne sich auch in Permafrostgebieten der Hochgebirge sowie in der Antarktis ab. Die Temperatur der dauerhaft gefrorenen Böden in den Alpen, im Himalaya sowie in den Gebirgen der nordischen Länder sei im Mittel um fast 0,2 Grad Celsius gestiegen. In der Antarktis seien es knapp 0,4 Grad Celsius gewesen.