В толще вечно мерзлого слоя вода находится в твердом состоянии в виде прослойков льда толщиной от миллиметра до десятков метров.
Отличительными свойствами мерзлых грунтов по сравнению с талыми является их заиленность или отложение в них, препятствующее естественной циркуляции воды, хотя встречаются и галечные наносы, мерзлые на значительную глубину, В торфяных болотах на окраинах долин встречается многослойная мерзлота, состоящая из перемежающихся прослойков мерзлого торфа и льда. Затем встречается так называемая сухая мерзлота в глинистых, песчаных и коренных породах, где она трудноотличима от обыкновенных талых грунтов.