น้ำที่ผ่านจุดเยือกแข็งมาแล้วมักจะพบบนพื้นผิวโลกในรูปของหิมะ น้ำแข็งในทะเลสาบและแม่น้ำ น้ำแข็งในทะเล และธารน้ำแข็ง โดยพื้นที่ที่มีน้ำแข็งปกคลุมและน้ำแข็งในแหล่งน้ำจืดนั้นมักจะขึ้นตรงกับฤดูกาล หากอุณหภูมิสูงขึ้น หิมะหรือน้ำแข็งเหล่านี้ก็อาจละลายได้ น้ำแข็งในธารน้ำแข็งบางแห่งอาจคงสภาพได้นานถึงหนึ่งแสนปีหรือมากกว่านั้น และน้ำแข็งทางตะวันออกของทวีปแอนตาร์กติกาอาจมีอายุถึงหนึ่งล้านปี

ปริมาณน้ำแข็งที่มากที่สุดในโลกอยู่ที่แอนตาร์กติกา โดยเฉพาะบริเวณตะวันออกของทวีป ส่วนบริเวณที่มีน้ำแข็งหรือหิมะปกคลุมที่กว้างที่สุดในโลกนั้นอยู่บริเวณซีกโลกเหนือ โดยหิมะภาคจะกินพื้นที่ถึงร้อยละ 23 ของซีกโลกเหนือในเดือนมกราคม

มีปัจจัยทางกายภาพที่สำคัญหลายประการที่ทำให้การแลกเปลี่ยนพลังงานระหว่างพื้นผิวโลกกับชั้นบรรยากาศเบาบางลง ปัจจัยที่สำคัญก็คือการที่หิมะภาคสามารถสะท้อนความร้อนได้ สามารถถ่ายเทความร้อนได้ และสามารถเปลี่ยนสถานะได้ (ความร้อนแฝงจำเพาะ) ปัจจัยทางกายภาพเหล่านี้รวมถึงความขรุขระของผิวไครโอสเฟียร์นั้นมีส่วนอย่างมากในการที่มนุษย์สามารถสังเกตและศึกษาหิมะและน้ำแข็งจากอวกาศได้ ตัวอย่างเช่นความขรุขระของหิมะภาคเป็นตัวการสำคัญในการสะท้อนกลับของเรดาร์[1]