500 juta tahun yang lalu, selama periode Kambrium, Antartika terletak di khatulistiwa, iklim panas yang dikelilingi oleh kehidupan di laut dangkal landas kontinennya. Selama 140 juta tahun berikutnya, benua itu melayang ke selatan, menjadi berpusat di Kutub Selatan, di mana ia tetap ada sejak itu. Terlepas dari lokasinya, untuk sebagian besar waktu, Antartika telah menjadi benua yang relatif hangat, bahkan menjadi gurun yang panas selama puluhan juta tahun. Baru-baru ini 50 juta tahun yang lalu, Antartika memiliki iklim tropis atau subtropis, lengkap dengan fauna berkantung, keturunan yang dapat ditemukan hari ini di Australia dan beberapa bagian Amerika Selatan.
Sekitar 40 juta tahun yang lalu, benua super yang menjadi bagian Antartika, Gondwana, mulai pecah. Hal ini memungkinkan air dingin untuk membangun dan beredar di sekitar benua selatan, menggantikan arus utara-selatan yang hangat yang sebelumnya membuat daerah itu hangat. Selama puluhan juta tahun, gletser mulai terbentuk di benua itu, sebagian besar menutupinya pada 15 juta tahun yang lalu. Hanya 6 juta tahun yang lalu lapisan es mencapai batasnya saat ini. Saat ini, 98% benua tertutup es.
Fauna Antartika kontemporer sebagian besar ditopang oleh flora benua yang sedikit, yang hanya tumbuh selama musim panas, dan biasanya paling lama hanya beberapa minggu. Mayoritas tanaman di sana adalah tanaman yang sama yang pertama kali berevolusi untuk hidup di darat — tanaman non-vaskular seperti lumut dan lumut hati. Banyak mikroorganisme membentuk mayoritas dari semua organisme fotosintesis di benua itu. Secara keseluruhan, Antartika berisi sekitar 200 spesies lumut, 50 tanaman non-vaskular, dan hanya beberapa tanaman berbunga, rumput rambut Antartika, dan lumut mutiara Antartika. Dalam beberapa tahun terakhir, karena pemanasan global, tingkat perkecambahan di antara benih telah meningkat, menghasilkan peningkatan dua puluh lima kali lipat jumlah tanaman di beberapa daerah.
Saat ini, sebagian besar hewan Antartika adalah invertebrata kecil, seperti tungau mikroskopis, kutu, kutu, nematoda, tardigrades, rotifera, dan springtails. Anggota terestrial eksklusif terbesar dari hewan Antartika adalah midge yang tidak dapat terbang (lalat sangat kecil), Belgica antarctica, hanya berukuran 12 milimeter (0.5 inci). Cairan tubuh banyak serangga ini mengandung gliserol, zat antibeku yang memungkinkan mereka bertahan hidup pada suhu serendah 34 °C (−30 °F). Hewan-hewan ini paling umum di semenanjung Antartika, yang meskipun sangat dingin, kering, dan berangin, sebenarnya lebih layak huni daripada bagian dalam benua yang luas.
Hewan Antartika dan larvanya memiliki sejumlah adaptasi lain untuk bertahan hidup di Antartika, termasuk kecenderungan untuk berkumpul bersama dan kemampuan untuk bertahan hidup tanpa oksigen selama berminggu-minggu pada suatu waktu. Beberapa larva hewan Antartika berwarna biru-hitam gelap, dianggap membantu menyerap panas dan mungkin menghalangi radiasi ultraviolet yang disebabkan oleh lubang ozon di atas Antartika. Mereka dapat mentolerir perubahan salinitas dan pH yang luas, yang disebabkan oleh perendaman musiman dalam guano penguin, air asin dari laut, dan air tawar dari es yang mencair. Hewan Antartika dewasa semuanya tidak bersayap, untuk mencegah mereka terbang.
Antartika adalah salah satu tempat paling layak huni di Bumi, dan mungkin secara dangkal menyerupai medan (dalam hal permusuhannya) yang diciptakan setelah tekanan lingkungan terburuk di planet ini, seperti letusan gunung berapi super atau dampak asteroid besar. Ini memberi kita pandangan tentang seperti apa kehidupan hari ini jika asteroid yang memusnahkan dinosaurus beberapa kali lebih besar daripada sebelumnya — kebanyakan invertebrata. Perubahan suhu yang besar dan kekeringan menyerupai kondisi gurun yang paling keras sepanjang sejarah planet ini, seperti bagian dalam superbenua Pangaea.
Antartika memiliki sedikit pilihan fauna air tawar yang tinggal di danau dan sungai kecil yang terbentuk oleh lelehan air selama musim panas. Ini termasuk krustasea kecil yang disebut copepoda, udang peri (dianggap sebagai nenek moyang artropoda darat), dan nematoda umum. Sungai terpanjang di Antartika, Sungai Onyx, panjangnya hanya 30 km (18.6 mil), jadi organisme air tawar jelas tidak melimpah di sini, tetapi mereka dapat ditemukan di tempat mereka dapat bertahan hidup.
Hewan Antartika yang lebih dikenal adalah burung yang hidup di pantai, terutama penguin seperti Penguin Kaisar, Penguin Adélie, Penguin Rockhopper, Penguin Raja, Penguin Chinstrap, dan Penguin Gentoo. Snow Petrel putih yang cantik adalah salah satu dari hanya tiga burung yang berkembang biak secara eksklusif di Antartika, dan satu-satunya burung yang terlihat di Kutub Selatan. Semua burung ini bertahan hidup karena kemampuan mereka untuk terbang ke es yang mengapung lebih jauh ke utara selama musim dingin Antartika yang parah. Selama musim panas, pantai Antartika dapat ditoleransi, mencapai suhu antara 5°C dan 15°C (41°F dan 59°F). Koloni penguin besar dapat terlihat menutupi pulau-pulau pantai kecil, berjemur di bawah sinar matahari.
Perairan di sekitar Antartika dikelilingi oleh banyak hewan, termasuk cumi-cumi, kepiting, ikan es, krill, ikan rampasan, anjing laut gajah dan macan tutul, petrel raksasa dan dara laut Antartika, paus bungkuk dan paus pembunuh, dan banyak lagi. Meskipun penguin bersarang di darat, mereka menghabiskan sebagian besar hidup mereka, dan mendapatkan semua makanan mereka, dari air. Beberapa hewan di sekitar pantai Antartika menunjukkan gigantisme kutub, sebuah sifat di mana hewan cenderung menjadi lebih besar semakin jauh mereka dari khatulistiwa. Tim peneliti telah menemukan bintang laut dan kepiting lebih dari dua kaki. Ini adalah contoh utama dari aturan Bergmann, sebuah aturan umum yang menyatakan bahwa hewan semakin besar semakin dekat Anda ke kutub.
Hewan Antartika terbaru adalah manusia biasa, Homo sapiens, yang jumlah populasinya mencapai 4,000 selama bulan-bulan musim panas, ketika para peneliti datang untuk melakukan kerja lapangan dan kadang-kadang bahkan membawa serta keluarga mereka. Sekitar 70 basis penelitian dipertahankan di benua itu, menghasilkan pengembalian ilmiah yang substansial untuk investasi besar yang diperlukan untuk mengirimkan pasokan. Beberapa daya tarik terbesar bagi para peneliti adalah fosil unik yang ditemukan di lereng pegunungan Antartika, Lembah Kering McMurdo, lembah kerikil seperti hantu di pedalaman Antartika, dataran tinggi Antartika yang bebas interferensi EM dan polusi cahaya, yang digunakan sebagai lokasi teleskop dan observatorium neutrino, dan Danau Vostok, sebuah danau subglasial yang telah disegel di bawah lapisan es selama antara 500,000 dan lebih dari satu juta tahun.