Dans l’hémisphère nord, le cercle arctique marque la limite sud des régions où, au moins un jour dans l’année, le soleil ne se couche pas ou ne se lève pas. Au niveau du cercle arctique, le jour polaire est uniquement observé au solstice d’été, le 20 ou 21 juin, et la nuit polaire au solstice d’hiver, le 20 ou 21 décembre. Le nombre de jours et de nuits polaires annuels augmente à mesure que l’on se rapproche du pôle Nord, où ces périodes atteignent six mois. À raison de 44,404 km par degré le cercle polaire a une circonférence totale de 15 985 km.
Lors d’une nuit polaire, en raison de la réfraction des rayons lumineux par l’atmosphère terrestre, le soleil peut toutefois être aperçu un peu au nord du cercle polaire. Inversement, une partie du Soleil de minuit peut être perçu la nuit du solstice de juin jusqu’à 50′ (93 km) au sud du cercle arctique.
