北极生态系统的生物和物理过程会在不同的时间、空间尺度上对地球生态系统产生反馈作用,并与之相互影响。气候变化对北极地区的影响及其对全球气候系统的反馈主要存在着四种潜在机制:反照率改变、生态系统对温室气体的排放或吸收、甲烷类温室气体的排放、影响海洋暖流淡水量的增长。这些反馈机制在某种程度上是由生态系统的分布和特征,尤其是大规模植被区域变化来控制的。通过少量全年的CO₂通量测量表明,目前在地理分布上碳源区要比碳汇区要多。根据目前现有的关于CH₄排放源地信息表明,景观规模上的CH₄排放量对北极地区的温室效应平衡至关重要。北极地区的能量和水量平衡在变化的气候下,也是一个很重要的反馈机制。植被密度以及分布范围的增加会导致反射率的下降,因而会使地表吸收更多的能量。其效果可能会抵消由于极地沙漠地带向极地苔原带的的转化,或极地苔原带向极地森林带的转化,而造成的植被总净初级生产力碳沉降能力的提高而引起的负反馈。永久冻土带的退化对示踪气体动力学有着很复杂的影响。在不连续的永久冻土带地区,升温将会导致其完全消失。依赖于当地水文条件,温室气体排放可能由于气候环境变的干燥或湿润而使得其通量有所变化。总的来说,影响反馈的各种过程复杂的相互作用,以及这些过程随着时间地点的变化,加之数据的缺乏,又会在陆地生态系统气候变化对气候系统产生反馈作用的净效应估计上,产生许多的不确定性,这种不确定性将会影响到一些反馈的大小和方向。