På den nordlige halvkule passerer polarsirkelen, og i den sørlige, henholdsvis linjen til den sørlige arktiske beltet. Den første regnes som grensen for det tempererte klimabeltet og Arktis. Den sørlige polarsirkelen regnes som den klimatiske grensen til Antarktis. 21. - 22. juni (på sommersolverv) setter ikke sola seg, og om vintersolverv (21. - 22. desember) stiger den ikke.
På grunn av endringer i tilbøyeligheten av jordaksen, forskyves polarsirkelinjen daglig til tre meter per dag og opp til hundre meter per år. Spesialister foretok beregninger frem til 2015. Det ble slått fast at polarsirkelen først skulle skifte mot nord. I de neste ni årene etter 2015, fire hundre meter mot sør.
Polarnatens grense bestemmes av polarsirkelen, hvis solen er et lysende punkt, mens jorden ikke har en atmosfære. Faktisk begynner dagen når det øvre punktet på solskiven vises. Videre den synlige plasseringen av stjernen over den virkelige på grunn av brytning (krumning av strålene i atmosfæren). I denne forbindelse ligger polarsirkelen femti minutter sør for den polare nattgrensen.
Begrepet polarsirkelen ble først introdusert av Eudoxus av Cnidus (en student av Platon). Han forsto sammenhengen mellom skråningen av planetens akse og belysningen i forskjellige regioner på jorden, koblet klimaet og breddegrad i området. Eudoxus introduserte definisjonen av “klima”. Plasseringen av polarsirkelen var etter hans mening på 54 grader. Alle stedene bak ham ble ansett som uegnet til menneskeliv.
Rundt 327 f.Kr. den første sjømannen som klarte å krysse polarsirkelen var geografen Pythaeus. Han observerte den arktiske dagen i Norskehavet.
Den første navigatøren som krysset den sørlige sirkelen var Cook. Dette skjedde under hans tur rundt i verden.
Polarsirkelen i Europa går gjennom territoriet til Norge, Finland, Russland, Sverige. Linjen krysser republikken Karelia, Murmansk-regionen, Kandalaksha-bukten og Mezen-bukten i Det hvite hav, Nenets Autonome Okrug, Komi og andre områder i Russland. Den delen av fastlandet, som ligger nord for sirkelen, kalles Arktis.
Utover Beringstredet fortsetter linjen i Amerika. I dette området passerer polarsirkelen gjennom Alaska, tre distrikter i Canada. Videre går linjen langs Baffin Island, Fox Bay, Grønland og Davis-stredet.
Den nordlige sirkelen i Nord-Atlanteren går langs den danske stredet, øya Grimsey, som eies av Island, så vel som de norske og grønlandske hav.
Den sørlige sirkelen krysser en rekke territorier i Antarktis og Sørishavet. Linjen går gjennom Antarktis-halvøya, Lazarev, Weddell, Cosmonauts Sea, Amudsen Bay og Riser-Lansen Sea. Fra bredden av Amudsen Bay krysser linjen for polarsirkelen Commonwealth Sea, landet Enderby og prinsesse Elizabeth, shuth of Truth, Davis Sea, Vincennes Bay i Mawson Sea og Knox Coast. Videre går linjen vekselvis over havet og langs forskjellige bredder i Wilkes land. Ikke langt fra Dumont-Durville (fransk stasjon), kommer den inn i Stillehavssektoren fra det antarktiske kontinentet.
