Satellitbilder visar kolonier som flyttar sina platser i år när den tunna havsisen på vilken de vanligtvis föder bildas sent eller är frånvarande.
Forskare rapporterar iakttagelserna i nättidskriften Plos One.
De avslöjar de fåglar som reser långa sträckor för att hitta alternativa platser.
Dessa är längre in mot kusten, upp på ishyllorna - de tjocka plattorna av glaciäris som sticker ut över havet.
Det är en överraskning eftersom dessa hyllor ofta står inför klippor som kan vara tiotals meter höga på platser. Men på något sätt hittar kejsarna en väg upp för att föröka sig, och också för att komma och gå när de födosöker efter skaldjur som kommer att uppehålla deras kycklingar.
"Vi trodde att i år när havsisen var dålig, de bara inte förökade sig, men de är klart mer anpassningsbara än så", sade huvudförfattare Peter Fretwell från British Antarktis Survey.
Kejsaren är den sydligaste arten av antarktisk pingvin och den enda som häckar på havsis på den södra vintern.
Deras beroende av dessa tunna årstidsbundna marina flor som en reproduktiv plattform, tillsammans med oro över hur Antarktis havsis kan förändras i en värmande värld, har lett till att de arter som betecknas som "nära hotade" på IUCN:s röda lista.
För närvarande ökar havsisens utbredning i Antarktis år för år, om än långsamt.
Täckningen varierar dock avsevärt beroende på region, och klimatdatamodeller tyder på att eventuella vinster kommer att vändas senare under detta århundrade.
Men denna undersökning om fyra kolonier runt kontinenten tyder på att kejsare har kapacitet att möta och slå några av de utmaningar som kan ligga framför oss.
I observationer av Shackleton Is Hylla i östra Antarktis, till exempel, är pingvinerna ses vara mycket skicklig på att hitta de vägar som gör att de kan komma förbi en 30m hög klippa.
"När de går ut från kolonin till foder, går de ner den branta klippan - den kortaste vägen till havet. Vi är inte säkra på hur de kommer ner - de kan glida ner eller hoppa ner," Mr Fretwell berättade BBC News.
"Men denna klippa är för brant för dem att klättra tillbaka upp och så de måste återvända en annan väg, sannolikt genom en isbäck. Den här rutten är 5 km längre och vi vet att de tar den eftersom vi kan se deras spår i satellitbilderna."
Här finns en stor möjlighet att studera dessa pingviner som ännu inte har besökts av en expedition.
Det finns naturligtvis en del kostnader för att gå upp på ishyllorna - de är blåsigare och fåglarna måste resa vidare till foder. Om den kostnaden inte fanns där, brukade de föröka sig på hyllorna i stället för de temperamentsfulla tunna flaken.  Men hur stor denna kostnad är och hur fördelaktig är den observerade anpassningen under år av dålig havsis har ännu inte fastställts på rätt sätt.
Medförfattaren Barbara Wienecke från den australiska Antarktis-divisionen sade: "Dessa nya rön är ett viktigt steg framåt för att hjälpa oss att förstå vad framtiden kan innebära för dessa djur. Vi kan dock inte anta att detta beteende är utbrett i andra pingvinpopulationer.
"Dessa fyra koloniers förmåga att flytta till en annan miljö - från havsis till ishylla - för att klara lokala förhållanden, var helt oväntad.
"Vi har ännu inte upptäckt om andra arter också kan anpassa sig till förändrade miljöförhållanden."
Jonathan.Amos-INTERNET@bbc.co.uk och följ mig på Twitter: @BBCAmos
Kejsarpingvinerna har uppvisat en del oväntat avelsbeteende i Antarktis, vilket kan innebära att de är mycket mer motståndskraftiga mot miljöförändringar än vad som tidigare erkänts.