Сейчас уже достоверно известно, что Северный Ледовитый океан расчленен тремя трансокеаническими хребтами и поднятиями: хребтом Менделеева (образующим вместе с поднятием Альфа единый порог), хребтом Ломоносова и хребтом Гаккеля.
Вокруг этих хребтов расположены глубоководные котловины, наиболее значительные из них — Канадская, Макарова (отделенная с юга от котловины Подводников отрогом хребта Ломоносова), Амундсена и Нансена.
Открытие советскими учеными хребта Ломоносова — выдающееся географическое открытие нашего века. Это крупное поднятие дна шириной от 60 до 200 километров, протянувшееся почти на 1800 километров от Новосибирских островов через Северный полюс до Земли Элсмира, делит Северный Ледовитый океан на две части, резко различные по строению земной коры и режиму водных масс.
Этот гигантский «подводный мост» соединяет материковые платформы Азии и Америки. Высота его достигает 3300 метров со стороны Тихого океана и 3700 метров в противоположном направлении. Наименьшая из пока обнаруженных над хребтом глубин составляет 954 метра. Во время дрейфа станции СП-3, а также американских дрейфующих станций был открыт хребет Марвина протяженностью 300 километров, который является отрогом хребта Ломоносова.
Хребет Менделеева, второе крупное поднятие дна океана, расположен восточнее хребта Ломоносова. Первоначально под этим названием понималось обширное поднятие с минимальной глубиной 1234 метра, простирающееся на 1500 километров от района острова Врангеля по направлению к Канадскому Арктическому архипелагу. Он менее расчленен и имеет более пологие склоны, чем хребет Ломоносова.
В центральной части хребта был обнаружен разрыв в виде подводной долины с глубинами до 2700 метров (ущелье Содружества). Впоследствии частям хребта, лежащим по обе стороны подводной долины, были присвоены разные наименования.
Название хребет Менделеева сохранилось лишь за частью, тяготеющей к нашей стране, а остальную часть хребта стали называть поднятием Альфа (по названию американской дрейфующей станции, которая работала в этом районе Северного Ледовитого океана).
Хребет Гаккеля расположен по другую сторону хребта Ломоносова и имеет протяженность более 1000 километров. Он состоит из нескольких цепей конусообразных гор. Наибольшее подводное поднятие, высотой 400 метров, названо горой Ленинского Комсомола. Первые признаки этого поднятия замечены в 1957 году, когда было открыто несколько конусообразных гор с глубинами над ними от 3000 до 1000 метров, тогда как вокруг глубина океана достигала 4000 метров. Самым примечательным является то, что эти многочисленные подводные поднятия имеют вулканическое происхождение, столь необычное для Арктического бассейна.
Между хребтами Ломоносова и Гаккеля располагается котловина Амундсена с наибольшей глубиной 4321 метр и довольно ровным рельефом дна. По другую сторону хребта Гаккеля находится котловина Нансена со средней глубиной около 3450 метров. Рельеф дна этой котловины неровный, с чередующимися поднятиями и впадинами. Наиболее примечательная из них — котловина Литке, оконтуренная изобатой 5000 метров. Здесь обнаружена самая глубокая точка океана — 5449 метров.
Ранее наибольшей глубиной Северного Ледовитого океана, нанесенной на карты, считалась точка Уилкинса к северо-востоку от острова Врангеля (76°46' северной широты), где этот американский исследователь совершил посадку и с помощью эхолота определил глубину 5440 метров. Когда советские ученые измерили глубину океана в этом районе, то она оказалась всего 2048 метров. Так была «закрыта» одна сомнительная глубина, что имело принципиальное значение для составления новой карты рельефа дна океана. Промеры на станции СП-6 позволили значительно уточнить положение отмели к северо-западу от Шпицбергена, получившей название поднятие Ермака.
В приполюсном районе между хребтом Ломоносова и поднятием Альфа находится котловина Макарова, вернее, межгорная впадина с максимальной глубиной 3940 метров. На юге она отделяется от котловины Подводников отрогом Геофизиков.
К востоку от поднятия Альфа и хребта Менделеева расположена Канадская котловина, самая большая в Арктическом бассейне, с наибольшей глубиной 3838 метров. В ее центральной части имеются отдельные поднятия дна с глубинами до 2894 метров.