Западный район, включающий о-ва Земля Георга, Земля Александры и о. Артур, характеризуется развитием крупных ледниковых щитов и куполов сравнительно простых форм. Широкие и короткие лопасти выводных ледников без явно выраженных каналов истечения дренируют лишь краевые части ледниковых покровов, и только в юго-западной части Земли Георга с большим расчленением и берегами фьордового типа выводные ледники более обособлены от ледяных куполов и спускаются к морю крутыми и высокими ледяными обрывами. Высота вершин ледяных куполов на Земле Георга — 350—400 м, на Земле Александры — 382 м, на о. Артур — 275 м. Примерно 21% линии берега сложено льдом. Большая часть ледяных берегов продуцирует айсберги.
Центральный район ограничен на западе Британским Каналом, на востоке — проливами Ермак, Австрийским и Скотт-Келти. В этом районе 32 острова с ледниками. Оледенение района в целом характеризуется наличием сложных ледниковых комплексов, состоящих из большого числа ледяных плато и куполов с многочисленными выводными ледниками, расположенных на сложно расчлененном ложе. Большая протяженность района с юга на север, различная степень расчленения и большие колебания размеров островов и высот коренного рельефа вызывают необходимость рассматривать оледенение этого района по частям: южной, средней и северной. К югу от пролива Маркама расположена группа небольших островов с глубоко расчлененным рельефом, с высоко поднятыми над уровнем моря базальтовыми плато. Здесь преобладают небольшие по площади ледниковые комплексы с разобщенными куполами и выводными ледниками, что приближает оледенение южной части Центрального района к горно-покровному (сетчатому). На о. Гу-кера, занимающем 508 км2, льдом покрыто 444 км2. Высшая точка острова и всей этой группы островов — 445 м. В средней части Центрального района, между проливом Маркама на юге и проливом Бака на севере, 12 больших островов покрыто ледниками. Преобладают сложные ледниковые комплексы на сильно расчлененном подледном рельефе. Отличительной чертой оледенения этой группы островов является широкое развитие выводных ледников, суммарная площадь которых больше площади дренируемых ими ледяных щитов и куполов. Из 1000 км длины береговой линии островов 610 км приходится на ледяные берега, в том числе 440 км — на фронтальные обрывы выводных ледников.
На севере Центрального района находятся два больших острова: Карла-Александра и Рудольфа. Оба они почти полностью покрыты льдом (степень оледенения соответственно 87 и 98%). Западные части этих островов сильно расчленены, а их восточные части заняты большими куполами правильной формы со слабо расчлененными краями. Выводные ледники короткие, но имеют широкие фронты и продуцируют айсберги. Оледенение есть также на двух небольших островах, расположенных между двумя названными. О. Рудольфа — самый северный на Земле Франца-Иосифа, и он не раз служил базой экспедиций к Северному полюсу.
Восточный район включает крупные острова — Землю Вильчека, Греэм-Белл, Мак-Клинтока, Ронсьер, Ева-Лив, Райнера, Сальм и много менее крупных. Оледенение представлено сравнительно простыми по форме, но большими по площади ледниковыми комплексами и куполами. Выводных ледников немного, но они также большие. Рельеф коренного ложа более спокойный, чем в Центральном районе. Рельеф свободной ото льда суши слабохолмистый. В то же время вершины ледниковых покровов островов поднимаются до 500—600 м над ур. м., что связано с большой толщиной льда, достигающей 300—400 м. На Земле Вильчека находится самый крупный выводной ледник, Знаменитый, длиной 30 км, площадью 382 км2. На о. Греэм-Белл — самый большой купол — Ветреный — площадью 728 км2.
Климат Земли Франца-Иосифа морской арктический, со сравнительно мягкой зимой с частыми циклоническими осадками и метелями и с облачным холодным сырым летом. Температура воздуха самого холодного месяца (март) от —21,4° в Бухте Тихая на о. Гукера до —22,9° на о. Рудольфа; самого теплого месяца (июль) +1,2° и +0,7°, а средняя годовая температура воздуха —10,2° и — 11,9° соответственно. Годовая сумма осадков в Бухте Тихая — 235 мм (из них 200 мм — твердые осадки), на о. Рудольфа — 195 мм (170 мм — твердые). Обе станции расположены близ уровня моря. В высоких частях островов и на ледниках температурные условия более суровые, осадков выпадает больше, и почти все они выпадают в твердом виде. Годовой радиационный баланс отрицательный.
Особенности климата Земли Франца-Иосифа определяются высокоширотным положением, большой продолжительностью полярной ночи (120—125 суток), низким положением Солнца во время полярного дня (не выше 31—33° над горизонтом), большим альбедо снежно-ледяной поверхности (70—90%), а также положением архипелага вблизи от оси Исландско-Карской барической депрессии — основного пути движения циклонов из Северной Атлантики, приносящих обильные для этих широт осадки. В совокупности создаются благоприятные условия для существования ледников.
На Земле Франца-Иосифа четко различаются периоды аккумуляции и абляции. Период аккумуляции длится с сентября по май включительно и характеризуется резко выраженным циклоническим режимом погоды со снегопадами и метелями, отсутствием очень сильных морозов, но с отрицательными температурами воздуха на протяжении всего этого периода. Количество твердых осадков составляет около 200 мм. Ветровой режим отличается неустойчивостью: слабые ветры сменяются штормами. Средняя скорость ветра 8—9 м/с. Преобладающие по направлению и более сильные ветры — восточные и юго-восточные. Они играют большую роль как в распределении выпадающих осадков, так и в перераспределении уже отложенных.
Период абляции продолжается с июня по август и характеризуется устойчивыми положительными температурами воздуха. На уровне моря период абляции длится от 60—65 дней на юге архипелага до 40—45 дней — на севере. Наиболее интенсивное таяние снега и льда происходит во время вторжений теплого воздуха с южными и юго-западными ветрами, когда температура может подняться выше +10° при небольшой относительной влажности воздуха. Но большую часть теплого времени года стоит сырая облачная погода с туманами и периодическими снегопадами, что сильно снижает таяние ледников, а иногда оно и совсем прекращается.
При поднятии над уровнем моря по склонам ледниковых куполов температура воздуха понижается примерно на 0,6° на каждые 100 м высоты. В результате на высоких ледниковых куполах ни один из месяцев года не имеет средней температуры воздуха выше 0°, хотя отдельные теплые дни могут быть и там. Вертикальный градиент осадков равен 50 мм на 100 м. Следовательно, на самых высоких куполах архипелага годовая сумма осадков составит 440—450 мм. В период аккумуляции все осадки выпадают в твердом виде, в период абляции на их долю приходится примерно половина. В распределении осадков по территории архипелага наблюдается определенная асимметрия: на юге и юго-востоке осадков выпадает примерно в полтора раза больше, чем на северо-западе, что связано с различной удаленностью от источника питания — основной трассы влагонесущих циклонов, расположенной к юго-востоку от архипелага. Тепловой баланс ледников региона характеризуется приходом тепла главным образом за счет турбулентного теплообмена с атмосферой и расходом за счет радиационных условий. Вследствие высокого альбедо поверхности радиационный баланс большую часть года отрицательный, и только в течение 3 летних месяцев приход радиационного тепла преобладает над расходом, тогда как поступление тепла из атмосферы, приносимого относительно теплыми циклонами, происходит в течение 9—10 месяцев в году. Лишь в короткий период абляции радиационный теплоприход к поверхности является преобладающим, и таяние снега и льда на 75% идет за счет радиационного тепла и на 25% — за счет турбулентного теплообмена с воздухом.
В верхних частях ледниковых покровов, сложенных с поверхности снегом и фирном, таяние имеет место, но стока талых вод не происходит — они просачиваются в фирн и снова замерзают, а выделяемое при этом тепло идет на прогревание ледниковой толщи. Вниз по склонам ледяных куполов и выводных ледников абляция постепенно увеличивается. Средняя многолетняя величина поверхностной абляции на архипелаге составляет от 30—35 до 45—50 г/см2в год. Максимальная наблюденная величина суммарной годовой абляции равна 250 г/см2. Однако основную статью расхода ледников Земли Франца-Иосифа составляет откол айсбергов и морская абразия спускающихся к морю ледяных берегов, суммарная протяженность которых достигает 2655 км. По приблизительному расчету, с 1 км фронта выводных ледников на о. Гукера расходуется до 2 млн т льда в год, а с малоподвижных краев ледниковых покровов — до 0,2 млн т льда в год. По самому приблизительному подсчету суммарный годовой расход льда за счет откола айсбергов и морской абразии на Земле Франца-Иосифа составляет 2,5 млрд м3, или 2,3 млрд т.
На ледниках Земли Франца-Иосифа гляциологи выделяют следующие зоны льдообразования: снежно-ледяную (предположительно), холодную фирновую, ледяного питания и абляции. Наиболее распространена холодная фирновая зона, занимающая 70% общей площади области питания ледников архипелага. В этой зоне превращение снега в фирн и лед происходит в течение нескольких лет и завершается на глубине 15—20 м. Расположенная ниже ледяная зона занимает интервал между холодной фирновой зоной и верхней границей области абляции. Таким образом, верхняя граница ледяной зоны совпадает с фирновой линией, а нижняя — с границей питания. Этой зоной занято около одной трети площади области питания архипелага. В целом же вся область питания на Земле Франца-Иосифа составляет 44% от общей площади оледенения, а 56% приходится на область абляции.
Верхние горизонты ледниковой толщи в пределах холодной фирновой зоны испытывают частичное прогревание за счет повторного замерзания талых вод, и поэтому температура здесь выше, чем в расположенной гипсометрически ниже зоне ледяного питания. Так, по наблюдениям на куполе Чюрлениса (о. Гукера) в пределах холодной фирновой зоны температура льда на глубине 9 м и более устойчиво держалась —3°, а в зоне ледяного питания на тех же уровнях была -10°.