Cu 500 de milioane de ani în urmă, în perioada Cambriană, Antarctica era situată la ecuator, un climat cald înconjurat de viață în mările puțin adânci ale platformei sale continentale. În următorii 140 de milioane de ani, continentul a deplasat spre sud, devenind centrat pe Polul Sud, unde a rămas de atunci. În ciuda locației sale, în cea mai mare parte a timpului, Antarctica a fost un continent relativ cald, devenind chiar un deșert fierbinte de zeci de milioane de ani. Cu 50 de milioane de ani în urmă, Antarctica avea un climat tropical sau subtropical, complet cu faună marsupială, ai cărei descendenți se găsesc astăzi în Australia și în unele părți ale Americii de Sud.
Cu aproximativ 40 de milioane de ani în urmă, supercontinentul din care făcea parte Antarctica, Gondwana, a început să se destrame. Acest lucru a permis apei reci să se formeze și să circule în jurul continentului sudic, înlocuind curenții caldi nord-sud care anterior făceau zona caldă. Pe parcursul a zeci de milioane de ani, ghețarii au început să se formeze pe continent, acoperindu-l în mare parte cu 15 milioane de ani în urmă. Au trecut doar 6 milioane de ani când calotele glaciare și-au atins amploarea actuală. Astăzi, 98% din continent este acoperit de gheață.
Fauna antarctică contemporană este susținută în mare parte de flora slabă a continentului, care crește doar în timpul verii și, de obicei, pentru doar câteva săptămâni. Majoritatea plantelor de acolo sunt aceleași plante care au evoluat prima dată pentru a trăi pe uscat – plante nevasculare, cum ar fi mușchii și hepatica. Numeroase microorganisme alcătuiesc majoritatea organismelor fotosintetice de pe continent. În total, Antarctica conține aproximativ 200 de specii de licheni, 50 de plante nevasculare și doar câteva plante cu flori, iarbă de păr antarctică și perlwort antarctic. În ultimii ani, din cauza încălzirii globale, ratele de germinare în rândul semințelor au crescut, rezultând o creștere de douăzeci și cinci de ori a numărului de plante în unele zone.
În prezent, majoritatea animalelor din Antarctica sunt nevertebrate minuscule, cum ar fi acarienii microscopici, păduchii, căpușele, nematodele, tardigradele, rotiferele și codalii. Cel mai mare membru exclusiv terestru al animalelor antarctice este un muscă fără zbor (muscă foarte mică), Belgica antarctica, de doar 12 milimetri (0.5 inchi). Fluidele corporale ale multor dintre aceste insecte conțin glicerol, un antigel care le permite să supraviețuiască la temperaturi de până la -34 °C (-30 °F). Aceste animale sunt cele mai comune în peninsula Antarctica, care, în ciuda frigului, uscăciunii și vântului său extrem, este de fapt mai locuibil decât interiorul vast al continentului.
Animalele antarctice și larvele lor au o serie de alte adaptări pentru a supraviețui în Antarctica, inclusiv tendința de a se aduna și capacitatea de a supraviețui fără oxigen timp de săptămâni. Unele larve de animale din Antarctica au o culoare albastru închis-negru, despre care se crede că ajută la absorbția căldurii și, eventual, la blocarea radiațiilor ultraviolete cauzate de gaura de ozon de peste Antarctica. Ei pot tolera variații mari de salinitate și pH, cauzate de scufundarea sezonieră în guano pinguin, apa sărată din ocean și apa dulce din topirea gheții. Animalele adulte din Antarctica sunt toate fără aripi, pentru a le împiedica să fie aruncate în aer.
Antarctica este unul dintre cele mai locuibile locuri de pe Pământ și poate semăna superficial cu terenul (din punct de vedere al ostilității) creat după cele mai grave stresuri de mediu de pe planetă, cum ar fi erupțiile supervulcanilor sau impactul mare de asteroizi. Acest lucru ne oferă o imagine despre cum ar fi viața astăzi dacă asteroidul care a distrus dinozaurii ar fi de câteva ori mai mare decât era – în mare parte nevertebrat. Uriașele schimbări de temperatură și uscăciunea seamănă cu cele mai dure condiții ale deșertului de-a lungul istoriei planetei, precum interiorul supercontinentului Pangea.
Antarctica are o mică selecție de faună de apă dulce care locuiește în mici lacuri și pâraie create de apa de topire în timpul verii. Acestea includ mici crustacee numite copepode, creveți zâne (creveți a fi strămoșul artropodelor terestre) și nematozii obișnuiți. Cel mai lung râu din Antarctica, râul Onyx, are o lungime de doar 30 km (18.6 mile), așa că organismele de apă dulce nu sunt în mod clar abundente aici, dar pot fi găsite acolo unde pot supraviețui.
Animalele antarctice mai familiare sunt păsările care locuiesc pe coastă, în special pinguinii precum pinguinul împărat, pinguinul Adelie, pinguinul Rockhopper, pinguinul regele, pinguinul chinstrap și pinguinul gentoo. Frumosul petrel alb de zăpadă este una dintre cele trei păsări care se reproduc exclusiv în Antarctica și singura pasăre care a fost observată la Polul Sud. Toate aceste păsări supraviețuiesc datorită capacității lor de a zbura spre slouri de gheață mai la nord în timpul iernii severe din Antarctica. În timpul verii, coasta Antarctică este tolerabilă, atingând temperaturi între 5°C și 15°C (41°F și 59°F). Pot fi văzute colonii mari de pinguini acoperind mici insule de coastă, găzduindu-se la soare.
Apele din jurul Antarcticii sunt înconjurate de numeroase animale, inclusiv calmari, crabi, pești de gheață, krill, pești jefuiți, foci elefanți și leopard, petreli giganți și sterni antarctici, balene cu cocoașă și balene ucigașe și multe altele. Deși pinguinii cuibăresc pe uscat, ei și-au petrecut cea mai mare parte a vieții și își iau toată hrana din apă. Unele dintre animalele din jurul coastei Antarctice manifestă gigantism polar, o proprietate prin care animalele tind să devină mai mari cu cât se îndepărtează de ecuator. Echipele de cercetare au găsit stele de mare și crabi cu o lățime de peste doi metri. Acesta este un prim exemplu al regulii lui Bergmann, o generalitate care afirmă că animalele devin mai mari cu cât te apropii mai mult de poli.
Cel mai nou dintre animalele antarctice este omul familiar, Homo sapiens, a cărui populație numără până la 4,000 în timpul lunilor de vară, când cercetătorii vin să lucreze pe teren și, ocazional, chiar își aduc familiile. Aproximativ 70 de baze de cercetare sunt menținute pe continent, producând profituri științifice substanțiale pentru investițiile mari necesare pentru a livra provizii. Unele dintre cele mai mari atracții pentru cercetători sunt fosilele unice găsite pe versanții munților Antarctici, văile uscate McMurdo, văile de pietriș asemănătoare fantome din interiorul antarcticii, țara înaltă a Antarcticii, fără interferențe EM și fără poluare luminoasă, folosită ca sit pentru telescoape. și observatoare de neutrini și lacul Vostok, un lac subglaciar care a fost sigilat sub calota glaciară de la 500,000 la mai mult de un milion de ani.