Вследствие суровости климата вечная мерзлота на территории области получила повсеместное распространение. Только по долинам крупных рек и на юге области вечная мерзлота носит островной характер и встречается пятнами.
Мощность и температура вечномерзлого грунта далеко не везде одинаковы. На юге области, где мерзлота встречается пятнами, мощность ее достигает 100 метров, с температурой грунта на глубине 15—30 метров от 0 до —1,5°. К северу вечная мерзлота получила сплошное распространение и мощность ее под возвышенностями достигает 450 метров с температурой грунта на глубине 15—30 метров от —3 до —8°.
Наибольшая мощность вечной мерзлоты отмечается в северо-западной части области на границе с Якутской АССР (Сусуманский, Ягоднинский и Среднеканский районы в их северной части), где она под возвышенностями достигает 600 метров, с температурой вечномерзлых пород на глубине 15—30 метров от —4 до —12°.
Характерны для территории области очень часто встречающиеся в породах отдельные изолированные линзы льда, достигающие больших размеров.
Вечная мерзлота оказывает большое влияние на хозяйственную деятельность человека. Прокладка дорог, сооружение промышленных предприятий и даже небольших жилых домов изменяет термический режим вечной мерзлоты и может вызвать нежелательные последствия (перекос зданий, появление наледей и т. д.). Чтобы избежать их, советскими учеными разработана целая система мелиоративных мероприятий, позволяющая направить мерзлотные процессы. Проводят консервацию вечной мерзлоты, здания ставят на сваях и т. д. А при производстве вскрышных работ на промывочных полигонах приходится проводить оттайку грунта. Вечная мерзлота является также основным тормозом в развитии земледелия в нашей области. С другой стороны, в условиях вечной мерзлоты не требуется сплошного крепления при проходке шахт и горных выработок, низкую температуру мерзлых пород используют для сохранения скоропортящихся продуктов, на вечной мерзлоте строят холодильники, где в течение лета сохраняется нужная минусовая температура.
О постоянстве низких температур вечной мерзлоты и о длительном ее существовании говорит наличие в мерзлом грунте хорошо сохранившихся трупов животных и остатков растений.
Так, на реке Березовке (правый приток Колымы) был обнаружен неразложившийся труп древнего мамонта, пролежавший в мерзлых породах несколько тысяч лет. В осадочных породах (поселок Берелех) найдены хорошо сохранившиеся еловые шишки с семенами. Часто в отложениях находят трупы, кости вымерших животных, ветки, листья, стволы деревьев и семена исчезнувших растений. В 1946 году в бассейне реки Индигирки, в шурфе, на глубине 12,5 метра, было обнаружено три хорошо сохранившихся трупа древнего суслика. Это семейство пролежало в вечной мерзлоте 10—12 тысяч лет. Один суслик находится в Магаданском областном краеведческом музее, два — в зоологическом музее в Ленинграде. Эта уникальная находка имеет для науки огромное значение.
Находка ископаемых остатков представляет большой научный интерес для познания истории природных условий и развития растительного и животного мира.