首先，帝企鹅的独特体型，使得它们的表面积和体积之比相对较低，减缓了热量的散失。帝企鹅还在鼻孔中回收呼出的热空气中的热量，也就是在呼出的热空气和吸进的冷空气之间进行热量交换，这种方式可以将呼出的热量散失减少80%。此外，它们身上覆盖高密度的羽毛，为它们提供了一流的保温设施。
其次，冬季冰川一望无际，繁殖地离海面很遥远，有时需要徒步上百公里，觅食变得非常困难。而在繁殖期，帝企鹅为了产蛋孵蛋照顾幼崽，不得不忍受漫长的禁食期--雌企鹅长达2个月，雄企鹅长达4个月。为了应对这段食物短缺期，帝企鹅一方面待在巢里少动减缓新陈代谢外，还有就是利用它庞大的体型，储存了大量的脂肪。
不过，要在寒风凛冽的冰面上孵蛋并抚育后代，帝企鹅表现出的关键适应性是它们的抱团取暖行为。帝企鹅尽可能地不动，一群群地聚拢挤在一起形成集群，多的可达数千只。如此一来，群体里的局部温度就会大幅度上升，个体的热量散失明显减少，最多可减少50%。集群作为一个整体会缓慢沿着顺风方向移动，在内部，位于迎风面的帝企鹅沿着集群的侧面前移，形成新的集群中心，然后再次位于集群的边缘。这样一来，没有个体一直处于集群的边缘，很好地起到了保温的作用。
