В антропогеновое время началось оледенение, скрывшее подо льдом большую часть Гренландии; ледниками покрыто 1834 тыс. км² (в том числе 1726 тыс. км² ледниковым щитом, занимающим всю внутреннюю часть и некоторые береговые районы — 81 % территории острова). Поверхность ледникового щита постепенно повышается от берегов внутрь острова.

Наиболее высокий участок щита имеет форму пологого свода, вытянутого с севера на юг и поделённого под 66°—67° 30' северной широты поперечным понижением на 2 обширных купола. Северный купол достигает высоты 3300 м (под 71° северной широты и 39° западной долготы), южный — 2730 м (под 64° северной широты и 44° западной долготы). Ложе ледника имеет вогнутую форму. У западных краёв его поверхность лежит на высоте 600 м, у восточного и в районе южного купола — 1000 м, в центре острова — 0—100 м (местами ниже уровня океана). Средняя толщина ледника 2300 м, наибольшая — 3400 м. Объём льда 2,6 млн км³. Поверхность покрыта слоем снега, перевеваемого ветром, образующим слабые всхолмления (заструги).

Ниже уровня 1800—2000 м она слабо расчленена водными потоками, возникающими летом при таянии снега и льда, а у краев (на высоте 1000—1500 м) разбита трещинами глубиной до 30—40 м Фирновая граница на леднике лежит на высоте 1200—1500 м. Верхние слои льда перемещаются от центра к западным и восточным краям ледника со средней скоростью около 150 м в год. У краёв скорость возрастает, на отдельных участках в движение приходит вся толща льда и образуются выводные ледники — узкие, продолговатые отростки щита, которые по долинам достигают океана. Выводные ледники двигаются со скоростью 20—40 м в сутки и дают начало айсбергам (до 100—135 м высоты над уровнем океана), которые выносятся в северную часть Атлантики и представляют большую опасность для судоходства. На северном склоне щита лёд малоподвижен.

Восточное побережье омывается холодным Восточно-Гренландским течением и почти на протяжении всего года блокировано плавучими льдами, приносимыми из центральной части Северного Ледовитого океана. Более доступно с моря юго-западное побережье, омываемое тёплыми водами Западно-Гренландского течения. Почти постоянно блокировано льдами северное побережье острова. Берега сильно изрезаны глубокими и длинными фьордами, доходящими до краёв ледяного щита. Общая протяжённость береговой линии достигает 39 тыс. км.

Участки непокрытой льдом суши протягиваются в виде непрерывной полосы вдоль берегов острова, достигая местами ширины 200—250 км. Наиболее значительные территории они занимают на юго-западе и севере острова и представляют собой плоскогорья высотой 400—600 м, чередующиеся с горными массивами высотой до 1700—2000 м. Восточное побережье образует покрытые горными ледниками хребты, в одном из которых — хребет Уоткинса — расположена наиболее высокая вершина Гренландии и всей Арктики — г. Гунбьёрн, 3700 м. На западе древний кристаллический щит выходит на поверхность, образуя широкий, но прерывистый пояс массивов и нагорий побережья моря Баффина. Северный берег Гренландии — Земля Пири — также свободен от ледяного покрова, в виду низкой влажности воздуха, неспособного восполнять расход льда, а также малоподвижности северного края ледового щита.