Phong hóa là quá trình phá hủy và làm biến đổi các loại đá và khoáng vật trên bề mặt Trái Đất. Phong hóa được chia thành phong hóa lý học, phong hóa hóa học và phong hóa sinh học. Trong đó, phong hóa lý học là quá trình phá vỡ đá thành các mảnh vụn nhỏ hơn mà không làm thay đổi thành phần hóa học của chúng. Ở miền khí hậu lạnh, phong hóa lí học xảy ra mạnh do nhiều yếu tố, đặc biệt là sự đóng băng của nước.
Nước đóng vai trò quan trọng trong quá trình phong hóa lý học ở miền khí hậu lạnh. Khi nhiệt độ xuống dưới 0°C, nước trong các khe nứt, lỗ rỗng của đá đóng băng. Quá trình đóng băng làm tăng thể tích của nước khoảng 9%. Sự gia tăng thể tích này tạo ra một áp lực lớn tác động lên thành đá, khiến đá bị nứt vỡ. Quá trình này lặp đi lặp lại nhiều lần sẽ làm cho đá bị phá hủy hoàn toàn.
Ngoài ra, sự thay đổi nhiệt độ đột ngột cũng góp phần vào quá trình phong hóa lý học ở miền khí hậu lạnh. Ban ngày, khi nhiệt độ tăng lên, đá giãn nở. Ban đêm, khi nhiệt độ giảm xuống, đá co lại. Sự giãn nở và co lại liên tục này tạo ra ứng suất bên trong đá, làm cho đá bị nứt vỡ theo thời gian. Đặc biệt, những loại đá có cấu trúc không đồng nhất sẽ dễ bị phong hóa hơn do các thành phần khác nhau của đá giãn nở và co lại với tốc độ khác nhau.
Một yếu tố khác góp phần vào phong hóa lý học ở miền khí hậu lạnh là sự kết tinh của muối. Nước mang theo các ion muối hòa tan ngấm vào các khe nứt của đá. Khi nước bay hơi, các muối này kết tinh lại. Quá trình kết tinh tạo ra áp lực lên thành đá, làm cho đá bị nứt vỡ. Hiện tượng này thường xảy ra ở các vùng ven biển hoặc các vùng có nhiều mỏ muối.
Tóm lại, ở miền khí hậu lạnh, phong hóa lí học xảy ra mạnh do sự kết hợp của nhiều yếu tố, trong đó quan trọng nhất là sự đóng băng của nước, sự thay đổi nhiệt độ đột ngột và sự kết tinh của muối. Các yếu tố này tác động lên đá, làm cho đá bị nứt vỡ và phá hủy theo thời gian. Quá trình phong hóa lý học đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành địa hình và cảnh quan ở các vùng khí hậu lạnh.