Le parc national Quttinirpaaq protège un échantillon représentatif de la région naturelle de l’Extrême-Arctique Est, territoire de montagnes escarpées, de vastes calottes glaciaires et de toundra stérile parsemée de quelques lacs et de petites parcelles de végétation où la faune est plus abondante.

L’Extrême-Arctique a un climat froid et sec, et il reçoit peu de précipitations, et le parc est un désert polaire. Les hivers y sont très froids avec des températures parmi les plus froides enregistrées au Canada. L’été au contraire, quoique court, peut être étonnamment chaud, particulièrement dans la zone du lac Hazen. Les zones côtières du parc sont généralement plus froides et reçoivent davantage de précipitations que l’intérieur. Le vent a tendance à souffler légèrement dans tout le parc, sauf sur les calottes glacières. La lumière du jour est présente 24 heures par jour entre mai et août et il fait noir toute la journée de novembre à février.

Les écosystèmes du parc national Quttinirpaaq sont caractérisés par une faible diversité d’espèces, des chaînes alimentaires simples et une faible productivité. Le climat est typique de l’Extrême-Arctique, c’est-à-dire que les étés sont frais, courts et secs et que les hivers sont longs, froids et secs. La nature extrêmement saisonnière du rayonnement solaire (ensoleillement 24 heures sur 24 en été et obscurité 24 heures sur 24 en hiver) et les faibles précipitations créent des conditions rigoureuses pour les organismes vivants. Les changements climatiques planétaires représentent sans doute le principal agresseur du parc national Quttinirpaaq.