Преимущественно плотоядный тип питания и специализация в добывании тюленей привели к изменениям в его зубной системе, пищеварительном тракте, секреторной деятельности и строении когтей.
Жизнь в океане (не только во льдах, но и среди открытого моря), потребность в преодолении значительных водных рубежей отразились в своеобразном телосложении зверя. Узкое, обтекаемой формы туловище, расширенные конечности, узкая голова со спрямленным профилем, приподнятыми глазницами и высоко расположенными глазами, удлиненная подвижная шея характеризуют белого медведя как хорошего пловца и ныряльщика. Известную роль в этом, очевидно, играют особенности меха (равномерное опушение всего тела, благодаря чему мех белого медведя приближается по характеру к меху котика, калана и выдры), а также удельный вес зверя, близкий удельному весу воды, развитие и особенности расположения слоя его подкожного жира и т. д.
Большая опорная поверхность лап белого медведя облегчает ему передвижение по снегу и молодому льду. Однако общий характер телосложения, малая выносливость при беге свидетельствуют о способности зверя к преодолению больших пространств с равномерной невысокой скоростью (к экономной трате энергии).
В условиях низких температур среды при сохранении активности в течение круглого года большое значение приобретает совершенный механизм терморегуляции белого медведя. В нем важную роль играют морфологические особенности кожи и меха животного: утолщенный по сравнению с кожей бурого медведя (особенно зимой) дермальный слой, в котором могут концентрироваться жировые клетки; удлинение в зимний период волос, особенно пуховых, утолщение их сердцевинного слоя, некоторое возрастание густоты мехового покрова зимой и т. д. То же можно сказать и о значении слоя подкожного жира, сокращения интенсивности респирационных процессов. (Потери тепла во внешнюю среду за счет испарения с поверхности дыхательных путей при понижении температуры принято считать одним из критериев адаптации организма к низким температурам.)
Вместе с тем совершенный механизм терморегуляции белого медведя далеко не исчерпывается морфологическими особенностями животного. Термоизоляционные качества меха белого медведя относительно невысоки. В водной среде зверю не дают больших преимуществ и особенности структуры мехового покрова, так как мех его недостаточно густой, чтобы в нем мог сохраняться воздух, и вода проникает сквозь мех. Следовательно, адаптация белого медведя к низким температурам основана на глубоких тканевых — физиологических и биохимических — приспособлениях.
Одна из важных адаптивных особенностей белого медведя — способность периферических тканей сильно охлаждаться при низких температурах и тем самым уменьшать общую теплоотдачу организма. Следовательно, особенности терморегуляции животного отражают его адаптацию и к полуводному образу жизни.
В поддержании устойчивой температуры тела животного, особенно при длительном пребывании его в холодной воде, очевидно, имеет значение повышенный уровень метаболизма наряду с относительно невысокой внутренней температурой. В ледяной воде у белого медведя устанавливается «тепловое равновесие со средой» и он может плыть очень долго с малой тратой энергии.
Нельзя, наконец, не отметить, что в механизме терморегуляций белого медведя известную роль играют также особенности его поведения. Например, в холодную погоду отдыхающий белый медведь сворачивается клубком, пряча наименее защищенные от холода части тела, в жаркую погоду он ложится на спину брюхом вверх.
Цвет меха, несомненно облегчающий белому медведю охоту на тюленей, возможно, также способствует и сокращению потерь тепла. Подобное предположение вполне естественно, учитывая, что в полостях волоса депигментированных животных содержится воздух — плохой проводник тепла.
Белому медведю, как и многим теплокровным животным Арктики, не только оседлым, но и кочующим и даже мигрирующим, свойственна белая или светлая окраска — «полярное побеление» (хотя для некоторых из них характерна, наоборот, черная или насыщенная темная окраска покровов). Как показали Г. П. Дементьев и другие ученые, географические вариации окраски млекопитающих и птиц обусловлены главным образом различной степенью отложения в их покровах пигмента меланина (разной степенью окисления его пропигмента), что зависит от уровня деятельности щитовидной железы.