A császárpingvinek költenek a világ madárfajai közül a legzordabb helyeken. A hőmérséklet elérheti akár a -4060 °C-ot is, míg a széllökések sebessége akár 144 km/h is lehet. A jeges tengervíz hőmérséklete -1,8 fok körül alakul, amely jóval alacsonyabb, mint a császárpingvinek 39 °C-os testhőmérséklete. E madárfaj azonban számos módon alkalmazkodott a jeges időjárási körülményekhez.<ref name=Will107>{{Harvnb|Williams|1995|p=107}}.</ref> Tollazatuk biztosítja testük 80-90 százalékának hőszigetelését, amely alatt egy bőr alatti zsírréteg is védi őket a kihűléstől, amely a költési időszak előtt akár három centiméteresre is vastagodhat. A zsírréteg azonban gátolja a pingvinek szárazföldön való mozgását, legalábbis a Magellán-pingvinekkel összevetve, melyeknek kevesebb zsírréteg borítja testét.<ref>C. Michael Hogan (2008) [http://globaltwitcher.auderis.se/artspec_information.asp?thingid=232 ''Magellanic Penguin'', GlobalTwitcher.com, ed. N. Stromberg]</ref>
