通常情况下我们看到的北极熊的毛是白色而稍带淡黄色的。北极熊的毛非常特别，它们的毛是中空的小管子，看起来是白色的是由于光线的折射、散射，变成了白色的保护色。这些小管子在阳光的照射下会变成美丽的金黄色，而在阴天或有云的时候，毛管对光线折射和反射较少，人们就会看到白色的北极熊。这些小管子非常重要，它是北极熊收集热量的天然工具，这样的构造可以把阳光反射到毛发下面的皮肤上，有助于吸收更多的热量。
北极熊毛的白色起到了保护色的作用，因为它周围的环境也是白色的，如果它到了另一个环境情况就不同了。再者，人类肉眼所看到的“白色”，是因为毛的内表面粗糙不平，以致把光线折射得非常凌乱而形成的。
北极熊的毛发在夏季虽然不像其他北极动物那样换成深色的夏装，不过也可能因为氧化作用而微微变黄。有趣的是，2005年7月，在芝加哥附近的布鲁克菲尔德动物园里，几只北极熊的毛发竟然变成了郁闷的绿色！原来，那年芝加哥正经历着酷暑，潮湿与干热交替出现，炎热潮湿的气候让藻类欢天喜地，它们趁机钻进了北极熊那中空的毛发里，于是，便把北极熊的毛发染成了绿色。
