Come già detto le acque antartiche sono molto "fertili" poichè le correnti portano in superficie dal fondo una gran quantità di sali minerali e sostenze nutritive. Il freddo (che aumenta la solubilità dei gas) e i movimenti marini rendono l'acqua molto ricca di ossigeno e anidride carbonica, tanto da trovare pesci (alcune specie di Nototeniiformi) che possono vivere pur avendo sangue privo di emoglobina, tale è la disponibilità di ossigeno.
Queste condizioni hanno generato un ambiente ricchissimo di fitoplancton, con conseguente abbondanza di zooplancton e di minuscoli crostacei, abbondantissimi in questo mare, principalmente del genere Euphausia, e soprattutto della specie superba (crostacei lunghi 5-7 cm e denominati krill). I banchi di krill (nome norvegese utilizzato inizialmente dai balenieri) rappresentano il nutrimento privilegiato dei grossi cetacei, megattera (Megaptera novaeangliae) e balenottera azzurra (Balaenoptera musculus). Si noti che quest'ultima è il più grande animale esistente,
lunga 20-30 metri, pesante 120-150 tonn. (7 metri e 2 tonnellate alla nascita), protetta da regolamenti perchè la caccia incontrollata rischia di estinguere le grandi balene (il 60-70% vengono cacciate in Antartide). I capodogli (Physeter macrocephalus), rari in queste acque, si nutrono quasi esclusivamente di polpi.
La ricca base alimentare costituita dal plancton permette l'esistenza di un'enorme quantità di pesci (come salmoni e lasche), che a loro volta nutrono orche, uccelli (molti migratori) e foche.
Sulla terraferma invece le condizioni climatiche sono in genere molto ostili a qualsiasi forma di vita. Mentre nei climi temperati si trovano milioni di batteri in ogni manciata di terra, in Antartide furono stimati due batteri per ogni litro di neve. Tanto che l'ammiraglio americano Byrd immaginò il continente, per il suo freddo intenso, ma forse anche per la sua "sterilità", come loco utile per immagazzinare le eccedenze alimentari mondiali.
Prima che la deriva dei continenti lo posizionasse sul Polo Sud e prima che la calotta di ghiaccio iniziasse a formarsi, l'Antartide conobbe un clima tropicale, con vegetazione rigogliosa. Ne sono testimonianza resti fossili di piante e animali, bacini carboniferi, giacimenti di petrolio e gas naturale nel Mare di Ross.
Oggi, clima avverso, povertà del suolo e scarsa disponibilità di acqua allo stato liquido permettono una vegetazione esclusivamente nei tratti costieri liberi dai ghiacci perenni. In rare "oasi", dove la roccia nuda si scalda al sole estivo e stempera l'aria, si possono raggiungere anche i 15°C intorno a gennaio, contro i -18°C del Polo Sud, ed assistere allo spettacolo insolito di un torrente. La vegetazione è comunque spesso costretta a crescere direttamente sul permafrost (o permagélo), terreno cioè perennemente gelato, profondo anche centinaia di metri, fino alla roccia sottostante, che cede acqua solo superficialmente nel periodo del disgelo.
La flora è limitata quasi esclusivamente a muschi e licheni, pochissime le specie di piante con fiori. Maggior varietà si trova naturalmente nelle isole periferiche al continente, situate a latitudini meno estreme. I licheni non sono una pianta, ma un fungo e un'alga che vivono in simbiosi: il fungo si àncora alle rocce e trattiene l'acqua, mentre l'alga si occupa della fotosintesi. La loro crescita è estremamente lenta, ma possono vivere assai a lungo, fino a migliaia d'anni; con la morte vanno a costituire terreno fertile.
Ugualmente le forme animali si concentrano vicino al mare, da cui dipendono per il nutrimento. Tra gli uccelli marini troviamo albatros e procellarie, gabbiani (tra cui la Catarhacta skua, con apertura alare fino a 140 cm, vive cacciando soprattutto pinguini), e molte specie di pinguini, un uccello dalla caratteristica livrea, che non può volare, ma che è un ottimo nuotatore. Di questi la specie "Imperatore" (Aptenodytes forsteri) raggiunge il metro di altezza, e abbandonate le acque all'inizio dell'autunno, in marzo, si dirige all'interno per nidificare,
concentrandosi in colonie che possono contare anche 50.000 individui. Si trovano frequentemente anche alcune specie di foche, di cui la più diffusa è la foca Weddel (Leptonycotes weddelli), mentre la più grande, e forse la più brutta, è la foca elefante (Mirounga angustirostris), che può raggiungere i 6,5 metri di lunghezza e pesare fino a 35 quintali.