Tundraen er en af de koldeste regioner på planeten med en gennemsnitlig temperatur på 16 grader Fahrenheit. Flere nøglefaktorer hjælper geologer og miljøforkæmpere med at bestemme betingelserne for en tundra. Koppen-systemet klassificerer en tundra som Dfc. "D" vedrører tundras snedækkede klima. "F" står for tilstrækkelig nedbør året rundt, og "c" indikerer, at færre end fire måneder har gennemsnitstemperaturer over 50 grader Fahrenheit, eller 1 grad på Celsius-skalaen. Nedbør er sparsom og primært sne med højst 18 tommer om året. Der er tundraer i Nordeuropa, Rusland, dele af Alaska og det nordlige Canada - alt i nærheden af Arctic Circle.
En tundra dannes, fordi området optager mere kuldioxid end det producerer. Tundraen er en af jordens tre største kuldioxidvaske. Planter, der er oprindelige i tundraområdet, gennemgår ikke en regelmæssig fotosyntetisk cyklus. De absorberer ilt i de korte sommermåneder, men fryser hurtigt om vinteren og indfanger kuldioxid. Normalt afgiver planter kuldioxid, når de nedbrydes, men i tundraen gennemgår de et fænomen kaldet permafrost. Forskere har afdækket tusind år gamle planter frosset i tundra permafrosten.
Den nordlige breddegrad og usædvanligt koldt klima skaber tundraens unikke jordstruktur. Permafrosten er et lag jordbund, der fryser hele året rundt. Dyrene i tundraområder forhindres i at grave ned i overfladen, som så mange andre arter gør i varmere klima. Permafrosten fungerer som en barriere og giver ingen beskyttelse mod de hårde vinde og temperaturer. Kun en del af overjordens tiner i sommermånederne, og den nedre jord forbliver biologisk inaktiv.
Flere planter og dyr har tilpasset sig tundraen og dens barske forhold. Hyndeplanter som mos, heder og lav vokser i varme klippedepressioner, hvor der er læ mod de hårde vinde. Dette skaber en tåget bundbund dækket med myrer og boggy søer. Dette gør tundraen også til et insekt-rigt miljø, der understøtter arter af myg, fluer og kamme. Større dyr som bjerggejer, ræve og rensdyr har tilpasset sig til at leve i det tundras barrige ørken.