Arktik memiliki beberapa es laut yang paling cepat mundur di planet ini dan memiliki tingkat pemanasan global dua kali lipat rata-rata. Ini akan sangat mempengaruhi iklim global dalam hal peningkatan suhu dan kenaikan permukaan laut, namun proses sistem iklim Arktik kurang terwakili dalam model iklim. Ini karena sampai sekarang, misi ilmiah belum mampu menembus wilayah tersebut selama malam enam bulan musim dingin Arktik.
Polarstern adalah kapal pusat dari ekspedisi yang dijalankan oleh Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate (MOSAiC), yang dirancang khusus untuk menahan suhu yang sangat rendah dan menembus es yang lebih tebal, memungkinkan sekitar 100 peneliti dan anggota kru untuk bekerja sepanjang tahun. Data MOSAiC tentang atmosfer, lautan, es laut, ekosistem dan biogeokimia akan dimasukkan ke dalam model iklim global.