Хоч і називають багаторічну мерзлоту вічної, але насправді це не так. Виникла ця мерзлота в четвертинний або льодовиковий період розвитку нашої Землі. У тих районах, де клімат був сухим і морозним, а товщина наземного льодовикового покриву була незначна, а то і взагалі не утворювалася, відбулося промерзання грунтів і утворення районів багаторічної мерзлоти.
Мерзлі породи мають температуру нижче 0°С; частина або вся вода в них знаходиться в кристалічному стані. У середніх широтах промерзає взимку лише невеликий поверхневий шар, тому тут панує сезонна мерзлота. У північних широтах за довгу, морозну зиму земля промерзає дуже глибоко, і коротким влітку вона відтає лише з поверхні всього на 0,5-2 м в глибину. Оттаивающий шар називається діяльним. Нижче його в породах цілий рік зберігаються негативні температури. Ці місця називаються районами багаторічної мерзлоти.
Мерзлі ґрунти поширені на Землі переважно у заполярних районах. Найбільші області багаторічної мерзлоти — Сибір і північна частина Північної Америки.
Території, де поширена багаторічна мерзлота, називають областю підземного зледеніння. Але необхідно зазначити, що мерзлі породи поширені тут не повсюдно. У долинах великих річок, під великими озерами, в районах циркуляції підземних вод товщі багаторічної мерзлоти перериваються. На околицях областей підземного зледеніння існує острівна мерзлота у вигляді окремих плям. В мерзлих породах лід стає своєрідним породоутворюючим мінералом. Різноманітні крижані включення в гірських породах земної кори називають копалин льодом. Причини їх виникнення різні: замерзання води в товщі мерзлотних ґрунтів; засипання гірських льодовиків осипами. Викопний лід існує у вигляді жил, клинів, тонких стеблинок, а також у вигляді лінз. Часом утворюється лінза льоду і надходить знизу вода піднімають грунти залягають вище, і виникає горбок, званий гидролакколитом. В Якутії вони досягають 25-40 метрів у висоту і 200-300 м в ширину.
Під впливом поперечного промерзання і відтавання ґрунтів і гірських порід на схилах, а також з-за сили тяжіння діяльний шар починає повільно сповзати навіть з пологих схилів зі швидкістю від сантиметра на рік до декількох метрів на годину. Цей процес називається солифлюкцией (від лат. solum — грунт та fluctio — закінчення). Вона широко поширена в Середній і Східній Сибіру, в Канаді, в горах, в тундрі. При цьому на схилах виникають напливи, невисокі гряди. Якщо на схилі є деревна рослинність, ліс нахиляється. Це явище отримало назву «п'яний ліс».
Мерзлотні процеси дуже ускладнюють будівництво та експлуатацію будівель, доріг, мостів, тунелів. Доводиться зберігати мерзлі грунти у природному стані. З цією метою споруди встановлюють на опори, прокладають охолоджуючі труби, палі занурюють в пробурені свердловини. Але мерзлота і стає помічником людини, коли в ній влаштовуються склади, величезні природні холодильники.