Norska forskare rapporterar att havsisen blir betydligt tunnare och mer sårbar.
Förra månaden nådde den årliga upptiningen av regionens flytande is den lägsta nivån sedan satellitövervakningen inleddes för mer än 30 år sedan.
Man tror att nedgångens omfattning till och med kan påverka Europas väder.
Smältningen är inställd på att fortsätta i minst ytterligare en vecka - topp nås vanligtvis i mitten av september - medan temperaturen här förblir över fryspunkten.
Norska Polarinstitutet (NPI) ligger i framkant inom arktisk forskning och dess internationella direktör Kim Holmen berättade för BBC att smälthastigheten var snabbare än förväntat.
– Det är en större förändring än vi ens kunde föreställa oss för 20 år sedan, till och med för 10 år sedan, säger Holmen.
"Och det har överraskat oss och vi måste anpassa vår förståelse av systemet och vi måste anpassa vår vetenskap och vi måste anpassa våra känslor för naturen omkring oss."
Institutet har utplacerat sin isbrytare, Lance, till forskningsförhållanden mellan Svalbard och Grönland - huvudvägen genom vilken is rinner ut ur Norra ishavet.
Under ett besök i hamnen berättade en av forskarna, dr Edmond Hansen, att han var "amazed" vid storleken och hastigheten på årets smälta.
"Som vetenskapsman vet jag att detta saknar motstycke på åtminstone så mycket som 1 500 år. Det är verkligen fantastiskt - det är en enorm dramatisk förändring i systemet, säger Dr Hansen.
"Detta är inte något kortlivat fenomen - det är en pågående trend. Man förlorar mer och mer is och det accelererar - man kan bara titta på graferna, observationerna, och man kan se vad som händer."
Jag intervjuade Dr Hansen medan Lance dockades på Norges arktiska forskningsstation i Ny-Alesund på Svalbard.
Nyckeldata om isen kommer från satelliter men också från mätningar gjorda av en rad olika tekniker - en blandning av gammal och ny teknik som utnyttjas för att hjälpa till att besvara de viktigaste miljöfrågorna i vår ålder.
Norrmännen skickar ut team till den flytande isen för att borra hål i den och utvinna kärnor för att avgöra isens ursprung.
Och sedan början av 90-talet har de installerat specialbojar, bundna till havsbottnen, som använder ekolod för att ge en nära-konstant ström av data om isen ovan.
En elektromagnetisk apparat som kallas EM-Bird har också flugits under en helikopter i långa svep över isen.
Det torpedformade instrumentet samlar data om skillnaden mellan havsvattnets nivå under isen och isens yta.
Genom att flyga transekter över isen framträder en bild av dess tjocklek. De senaste uppgifterna behandlas fortfarande, men en av institutets havsisspecialister, dr Sebastian Gerland, sade att även om förhållandena varierar år för år är ett mönster tydligt.
"I regionen där vi arbetar kan vi se en allmän trend mot tunnare is - i Framsundet och vid vissa kuststationer."
Där isen helt försvinner förlorar ytan sin vanliga mycket reflekterande vithet - som skickar tillbaka de flesta solstrålarna i rymden - och ersätts av mörkare vatten som istället absorberar mer värme.
Enligt dr Gerland kan ytterligare uppvärmning äga rum även om isen förblir i ett mycket tunnare tillstånd.
"Det betyder att det finns mer ljus som tränger igenom isen - det beror i hög grad på snötäcket men när det väl har smält kan ljuset ta sig igenom", sa Gerland.
"Om isen är tunnare finns det mer ljus genomträngande och ljuset kan värma vattnet."
De mest försiktiga prognoserna säger att Arktis kan bli isfri på sommaren fram till 2080-talet eller 2090-talet. Men på senare tid har många uppskattningar för detta scenario lagts fram.
Tidig forskning som undersöker konsekvenserna tyder på att en massiv minskning av havsisen sannolikt kommer att påverka jetströmmens väg, den höghöjdsvind som styr vädersystemen, inklusive stormar.
Jetströmmens kurs och hastighet styrs av temperaturskillnaden mellan tropikerna och Arktis, så en förändring i den skala som observeras nu kan kännas över hela Europa och bortom.
Kim Holmen från NPI förklarade hur kopplingen skulle kunna fungera.
– När Arktis är isfri är den inte längre vit och den kommer att absorbera mer solljus och den förändringen kommer att påverka vindsystemen och var nederbörden kommer.
"För norra Europa kan det innebära mycket mer nederbörd, medan södra Europa kommer att bli torrare så det finns stora förändringar över hela kontinenten."
Denna bedömning återspeglas i det arbete som utförts vid Europeiskt centrum för medelhöga väderprognoser, som är baserat i den brittiska staden Reading.
Centrets generaldirektör, Alan Thorpe, sade att kopplingen mellan den arktiska smältningen och det europeiska vädret var komplicerad, men den är nu föremål för forskning.
"Där isen i Arktis minskar på sommaren - och om vi har varmare temperaturer än genomsnittet i havsytan i nordvästra Atlanten - leder dessa två faktorer tillsammans till att stormar styrs över Storbritannien på sommaren vilket inte är den normala situationen och leder till våra fattigare somrar."
Men forskningen är i sitt tidigaste skede. För vetenskapen är Arktis svårt att dechiffrera. Effekterna av dess snabba smälta är ännu hårdare.
Du kan se Davids reportage från Arktis på BBC News på fredag - på TV, på radio och online.  Fotografier av Mark Georgiou
Forskare i Arktis varnar för att sommarens rekordsmälta smälter är en del av en accelererande trend med djupgående konsekvenser.