Der meteorologische Winter auf der Nordhalbkugel erstreckt sich über die Monate Dezember, Januar und Februar. Astronomisch beginnt die kälteste Jahreszeit mit der Wintersonnenwende, dem kürzesten Tag des Jahres. Dieser Tag fällt meist auf den 21. oder 22. Dezember.

Bei Temperaturen um den Gefrierpunkt halten einige Tiere Winterruhe, Winterschlaf oder verfallen gar in eine Kältestarre. Manche Insekten trotzen in ihren Verstecken selbst Schnee und Eis, denn ihre Körperflüssigkeit enthält ein natürliches Frostschutzmittel, das die Bildung von Eiskristallen verhindert. Dagegen ziehen Zugvögel es eher vor, noch vor Einbruch der ersten Kältewelle in den wärmeren Süden zu fliegen.

Wenn Seen und Flüsse allmählich zufrieren, zieht es die Fische auf den Grund ihres Gewässers. Wasser mit einer Temperatur von 4°C besitzt die höchste Dichte und sinkt deswegen immer nach unten. Kälteres und wärmeres Wasser weist eine niedrigere Dichte auf, wodurch es sich über das vier Grad kalte Wasser schichtet. Man spricht in diesem Zusammenhang von der Dichteanomalie des Wassers. Solange der See also nicht bis zum Grund zufriert, können Fische bis zum Frühling bei konstanten 4°C Wassertemperatur den Winter problemlos überdauern.

Über die Wintermonate tragen Laubbäume keine Blätter, um möglichst wenig Wasser zu verlieren. Solange die Böden gefroren sind, kann ein Baum nämlich kein Wasser aus dem Boden ziehen. Nur Nadelbäume sind auch im Winter weiterhin grün. Ihre Blätter sind besonders gegen Wasserverlust geschützt (siehe: Laubblatt und Nadelblatt).