冻土层中常夹有未冻结层，未冻结层中的水分在地下慢慢凝结成冰体，使地面膨胀隆起，形成冰核丘。冰核丘的平面呈圆形或椭圆形，顶部扁平，周边较陡，可达40°~50°。冰核丘的顶部表面因地表隆起变形，产生许多方向不一的张裂隙。

冰核丘的规模大小不等。一年生的冰核丘的规模较小，高只有数十厘米至数米，多年生的冰核丘规模较大，高可达十余米至数十米，直径从30 m到70 m不等。我国目前所见到的最大冰核丘位于青藏公路所经的昆仑山垭口，它的高度约20 m，长径70~80 m，短径30~40 m，现尚在发展中。

冰核丘的结构是顶部为1m至数米厚的粉砂土或泥炭土，其下为纯冰构成的呈凸透镜状的冰核。冰核的周围为冻结的砂层或土层，往下常有冻结层，再往下才是永冻层。

冰核丘的成因是冻土层中有层间水，在相同温度下水与冰具有不同饱和蒸气压力，液态饱和蒸气压大于固态饱和蒸气压，水体上的蒸气水分子不断转移到冰体上凝结，使冻土中冰体不断扩大，挤压周围土层，地面隆起，形成冰核丘。

许多冰核丘常形成于湖底。湖泊冻结后冰层不断向湖面下方增厚，湖底未冻结层就被周围多年冻土和上部冰层包围成一封闭系统，随着不断冻结，未冻结层范围缩小，未冻结层中的水压力就会增大，孔隙水从未冻结层中被挤出，冻结成冰核，使湖底岩层胀起成冰核丘。湖泊干涸后，缺少湖水的保温作用，湖底冻结层加厚，未冻结层缩小，进一步使湖底冰核丘扩大。有些冰核丘形成在地形平坦、松散沉积物较厚并有裂隙发育的地区，例如昆仑山口的冰核丘发育在两组断层交叉部位，这里有穿越多年冻土层的地下融道，有丰富水分供给，形成14 m厚的地下冰透镜体的冰核丘。

冰核丘有时能产生爆炸。在夏季气温上升很快，上部冻结层迅速融化，冻结土层急剧变薄，这时如冰核丘内含有气体，承压力很高的地下水就可能发生喷水爆炸。