Trên cao vùng cực, một luồng không khí lạnh quy mô lớn xoay tròn trong tầng bình lưu và tầng đối lưu trên vào mùa đông. Luồng không khí đó chính là xoáy cực. Đây là một đặc điểm bình thường của mùa lạnh, chứ không phải là hiện tượng tạm thời.

Khi xoáy thuận mạnh và ổn định, không khí lạnh sẽ bị giữ lại gần các cực. Khi nó suy yếu hoặc bị biến dạng, các khối không khí lạnh có thể tràn xuống phía nam vào các vĩ độ trung bình, gây ra các đợt rét đậm. Hiện tượng ấm lên đột ngột ở tầng bình lưu là một trong những cơ chế làm gián đoạn xoáy thuận.

Các phương tiện truyền thông đôi khi coi xoáy cực là một hiện tượng hiếm gặp, nhưng thực tế hiện tượng này lại xuất hiện mỗi mùa đông. Điều thay đổi là cường độ và mức độ ảnh hưởng của nó đến thời tiết bề mặt. Các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu mối liên hệ giữa xoáy cực tầng bình lưu và các mô hình thời tiết tầng đối lưu để cải thiện dự báo dài hạn.

Dữ liệu từ vệ tinh và khinh khí cầu theo dõi xoáy thuận trong suốt mùa lạnh.