Меховой покров взрослых зверей зимой очень густой, плотный, в отличие от меха бурого медведя более короткий, жесткий, с обилием остевых направляющих и промежуточных волос и с густым ненамокающим подшерстком. Остевые волосы у белого медведя легче могут быть разделены на категории, для остевых и направляющих волос характерно наличие небольшого расширения стержней в верхних отделах . У белого медведя лучше опушены также подмышки и пахи. Длина волос на морде (до переносья) менее 2 см, в области плеч 5—6, на спине и крупе 8—10, на нижней части боков и брюхе 13—15, на тыльной стороне задних ног 16—26 см. Летний, переходный мех более короткий: около 7 см на крупе, 8 — на брюхе и 10—11 см на тыльной стороне передних ног.
Окраска меха изменяется от чисто-белой и желтоватой до соломенно-желтой, серой или почти бурой. В какой-то мере она зависит от сезона года, возраста и упитанности зверя, характера его питания: чисто-белыми медведи чаще бывают осенью (по окончании линьки) или зимой. Желтоватый или золотистый мех более свойствен им в конце лета, но упитанным особям — уже в начале лета и даже весной. По наблюдениям в неволе, желтоватый оттенок меха появляется у животных, регулярно получающих с кормом тюлений жир . Серый или бурый цвет меха приобретают звери, долгое время живущие на суше, особенно не покрытой снегом. Среди полярников распространено мнение (возможно, оно ошибочно), что медведи, живущие среди сомкнутых льдов и не имеющие доступа к воде, бывают белее особей, часто плавающих или проводящих много времени у воды. Меховой покров у медвежат в общем белее, чем у взрослых. Окраска меха не зависит от пола животных. При выделке шкур, особенно после их отбеливания на солнце, желтые или серые тона исчезают.