Непосредственными предками вида были примитивные медведи, тяготевшие к литорали северных морей. Летом они кормились среди морских выбросов мертвой, полуживой и живой добычей — морскими беспозвоночными, рыбой, тюленями и трупами китов. Эти звери хорошо плавали и ныряли, подобно современным бурым медведям Курильских и Алеутских островов, Камчатки и Аляски. Образование зимой ледяного припая вынуждало некоторых из них охотиться на обитающих во льдах тюленей, других — накапливать значительные запасы жира и ложиться в спячку.

Первое описание и название его — Ursus maritimus («морской медведь») предложил К. Фиппс. Почти одновременно описал белого медведя П. Паллас и назвал его Ursus marinus. Дж. Грей выделил белого медведя в самостоятельный род Thalarctos, но вскоре переименовал его в Thalassarctos. Впоследствии систематическое положение белого медведя определялось по-разному. До сих пор среди исследователей нет единого мнения по этому вопросу. В начале столетия немецкий зоолог Ф. Кноттнорус-Мейер выделял шесть самостоятельных видов животных. Сейчас этот вид подразделяется на Thalarctos maritimus Phipps (описан на островах Шпицбергена) и Thalarctos maritimus marinus Pall. (описан на полярном побережье Сибири).

Данные, полученные с помощью мечения и повторных отловов животных, свидетельствуют о наличии локальных рас, или популяций, белых медведей.

Весь облик белого медведя, как и его образ жизни, отражает влияние природных условий, в которых обитает этот зверь. Белый медведь внешне заметно отличается от бурого. У него удлиненное и более узкое, особенно в передней части, туловище, длинная подвижная шея, относительно небольшая голова с нешироким лбом, спрямленным профилем и короткими округлыми ушами, слабо выдающимися из волосяного покрова. Неопушенная часть носа и губы — черные с сизоватым оттенком — менее подвижны, чем у бурого медведя. Хвост очень короткий, скрыт в волосяном покрове. Телосложение животного зависит от упитанности: более высокими (и подвижными) оказываются малоупитанные особи.

Ступни лап, особенно передних, у белого медведя массивные, широкие, с густоопушенными нижними поверхностями, благодаря чему площадь голых участков на них (подушки пальцев и мозоли) меньше, чем у бурого медведя. Когти темно-бурые, очень высокие и массивные, более крупные на передних лапах (длина когтя по изгибу на третьем пальце передней лапы достигает 6,5–7 см, задней — 5–5,5 см), слабоизогнутые, острые. Роговое вещество футляра когтя исключительно прочно.

Белого медведя, очевидно, можно считать наиболее крупным из ныне живущих наземных хищников. Длина тела (без хвоста) взрослых самцов 200–250 см (редко 285–302 см), самок — 160–250 см; высота в плечах 130–140 см (в виде исключения — 150 см); длина хвоста (с концевыми волосами) 20–22 см.

Вес белых медведей меняется в зависимости от степени упитанности. В отдельных случаях вес самца достигает 800-1000 кг. Вес взрослых самцов, обитающих в Гренландии, составляет около 450 кг (хорошо упитанные особи весят до 500 кг), самок — 350–380 кг. Осенью при мечении на Шпицбергене самцы весили 350–400, самки — 200–250 кг. На о-ве Врангеля взрослые медведицы ранней весной при их мечении весили от 178 до 300 кг.

Мех взрослых белых медведей зимой по сравнению с мехом бурых медведей более густой, короткий, жесткий, с обилием остевых направляющих и промежуточных волос и с густым ненамокающим подшерстком: в области плеч 5–6 см, на спине и крупе 8—10, на нижней части боков и брюхе 13–15 см. Летний, переходный мех более короток — около 7 см.

Окраска меха изменяется от чисто-белой и желтоватой, до соломенно-желтой, серой или почти бурой. В какой-то мере окраска меха зависит от сезона года, возраста и упитанности зверя, характера его питания. Чисто-белый мех у медведей чаще бывает осенью (по окончании линьки) или зимой. Желтоватый или золотистый мех свойствен им в конце лета, по упитанным особям — уже в начале лета и даже весной. Но наблюдениям в зоопарках, желтоватый оттенок меха появляется у животных, регулярно получающих с кормом тюлений жир. Серый или бурый цвет меха приобретают звери, долгое время живущие на суше, особенно не покрытой снегом. Среди полярников распространено мнение, что у медведей, живущих среди сплоченных льдов и не имеющих доступа к воде, мех белее, чем у особей, часто плавающих или вообще проводящих много времени у воды. Мех медвежат белее, чем у взрослых.

Половых различий в окраске меха нет. При выделке шкур, особенно после их отбеливания на солнце, желтые или серые тона меха исчезают.

Линька у белого медведя происходит практически в течение всего года. Первыми (в конце мая) начинают линять взрослые самки и годовалые медвежата. Самки, имеющие годовалых медвежат, линяют в начале июня, самки с медвежатами-сеголетками — во второй половине июня. Выпадение летней шерсти заканчивается раньше (в начале августа) у молодых и позже (в конце августа) у старых (особенно у жирных) зверей.

Линька начинается с передней части морды и нижних частей передних конечностей, затем продолжается на шее и туловище. Остевые волосы, сменившиеся к осени, продолжают расти всю зиму. Новая подпушь появляется в сентябре и растет до весны. Полного развития (и наибольшей ценности) мех достигает в марте — апреле, перед началом следующей линьки.

Кожный покров белого и бурого медведей весьма сходен. У белого медведя он несколько толще, чем у бурого. Череп у белого медведя уже, чем у бурого, со спрямленным верхним профилем, вытянут за счет удлиненной мозговой части, уплощен и низок в области лба. Для него характерна также более короткая и облегченная нижняя челюсть. Зубной ряд укорочен; коренные зубы мельче и уже, чем у бурого медведя, имеют остробугорчатую жевательную поверхность, однако клыки у белого медведя мощнее и крупнее. Характерно, что у большинства даже старых особей белых медведей зубы оказываются менее стертыми, кариозные явления, как и патологические изменения нижней челюсти, выражены реже, чем у бурых медведей.

Длина черепа у взрослых самцов достигает 353–412, у самок — 311–380 мм. При продольном распиле черепа у белого медведя выявляется меньший, чем у бурого, объем носовых и обонятельных раковин, малые объем и протяженность лобных пазух. Половая изменчивость выражена в размерах и строении черепа. Череп самки легче черепа самца, стреловидный гребень на нем короче и слабее, лоб Уже, надглазничные отростки сближены, скуловые дуги слабее.

У белого медведя мощная мускулатура. Особенно сильно развита мускулатура задних конечностей и шеи.

Подкожные жировые накопления белого медведя могут быть значительными: на огузке слой жира достигает 11–12 см, между отдельными слоями мышц — 4 см. У очень упитанных зверей обильные жировые накопления толщиной до 3 см образуются также на внутренних органах. Особенно сильно жиреют беременные медведицы перед залеганием в берлоги. По нашим наблюдениям, на о-ве Врангеля и Земле Франца-Иосифа даже весной, во время выхода их из берлог жир покрывает тело животных почти сплошным слоем и толщина его может достигать 5 см на спине, 10 на огузке и 3–5 см на подошвах. Распределение подкожного жира у медведицы перед выходом ее из берлоги показано на рис. 2.

Бодрствующие животные обычно бывают менее упитанны, чем особи, лежащие в берлогах или готовящиеся к залеганию. Старые медведи обоего пола, как правило, слабоупитанны. Общий вес подкожного жира у взрослого белого медведя в отдельных случаях превышает 100 кг и может достигать 40 % общего веса животного. Благодаря обильным жировым отложениям удельный вес тела белого медведя составляет менее единицы (туши убитых животных не тонут).

Жир белого медведя — как подкожный, так и внутренний — слегка желтого цвета, с характерным рыбным запахом. При температуре выше 0 °C жир жидкий, при отрицательных температурах — начинает переходить в твердое состояние. Жир белого медведя имеет высокие йодные числа и низкие числа омыления, что говорит о присутствии в его составе большого количества глицеридов высокомолекулярных непредельных и высоконепредельных жирных кислот и свидетельствует о высокой химической активности и способности легко вовлекаться в обменные процессы.