انبعاث غاز الميثان من القطب الشمالي هو انطلاق غاز الميثان من البحار والتربة في مناطق التربة الصقيعية في القطب الشمالي. مع أنها تُعدّ عملية طبيعية طويلة الأمد، فهي تتفاقم بفعل الاحتباس الحراري، ما يؤدي بدوره إلى تأثيرات سلبية لأن غاز الميثان بحد ذاته يُعدّ غازًا دفيئًا قويًا.
تُعد منطقة القطب الشمالي أحد المصادر الطبيعية لغاز الميثان الدفيء. يزيد الاحتباس الحراري سرعة إطلاقه بسبب تحرير مخزونه الموجود مسبقًا، ونتيجة لعملية تخليق الميثان في الكتل الحيوية المتعفنة. تُخزّن كميات هائلة من غاز الميثان في القطب الشمالي وذلك في رواسب الغاز الطبيعي، ومناطق الجليد الدائم (التربة الصقيعية)، وهيدرات الميثان (كلاثرات الميثان) تحت سطح البحر. يتحرر الغاز تحت التربة الصقيعية والكلاثرات بازدياد درجات الحرارة، ما يؤدي إلى انبعاثات هائلة من غاز الميثان من هذه المصادر نتيجة للاحتباس الحراري. تشمل المصادر الأخرى لغاز الميثان التاليكات المغمورة في قاع البحر، والنقل النهري، وتراجع الكتل الثلجية، ورواسب التربة الصقيعية، ورواسب هيدرات الغاز المتحللة.
التركيزات الموجودة في الغلاف الجوي فوق القطب الشمالي أعلى بنسبة 8 إلى 10 بالمئة من تلك الموجودة في الغلاف الجوي فوق القطب الجنوبي. خلال العصور الجليدية الباردة، ينخفض هذا التدرج إلى مستويات لا تُذكر. تُعدّ الأنظمة البيئية على اليابسة من المصادر الرئيسية لهذا التفاوت، مع أن «دور المحيط المتجمد الشمالي كثيرًا ما يُستهان به». تبيّن أن درجة حرارة التربة ومستويات الرطوبة من أهم المتغيرات المساهمة في تدفقات غاز الميثان في بيئات التندرا.