Im Gegensatz zu Gletschern ist Permafrost in der Regel nicht direkt an der Oberfläche sichtbar. Dementsprechend ist es sehr schwierig, dessen Ausdehnung genau abzuschätzen. Daher werden in empirischen und physikalischen Modellen zur Abschätzung der Permafrostverbreitung Klassen von Auftretenswahrscheinlichkeiten verwendet.

Permafrost wird als Teil des Bodens/Untergrunds mit ganzjährig negativer Temperatur definiert. Delaloye (2004) schlägt vor, zwischen kaltem Permafrost (unter 0,5°C) und temperiertem Permafrost, dessen Temperatur am Schmelzpunkt (0°C) liegt, zu unterscheiden.

Das Vorhandensein von Permafrost im Untergrund hängt von vielen Parametern ab. Die wichtigsten sind: Schneebedeckung, Sonneneinstrahlung, Lufttemperatur im Sommer und Bodenbeschaffenheit.

Temperaturschwankungen an der Bodenoberfläche sind in der Tiefe nicht sofort zu beobachten. In der Regel dauert es etwa 6 Monate, bis die an der Bodenoberfläche gespeicherte Wärme durch Konduktion in eine Tiefe von 10 Metern gelangt. An vielen Standorten in den Schweizer Alpen ist seit 2005 ein Trend zu einer Permafrosterwärmung von einigen Zehntel Grad zu beobachten.

Die räumliche Verteilung des Permafrosts in Bergregionen kann als Funktion der mittleren jährlichen Lufttemperatur (MAAT), welche von der Höhe abhängig ist, und drei Haupteinflussfaktoren (Eigenschaften der Geländeoberfläche, der Schneedecke und der Auftauschicht) verstanden werden.

Permafrost kann kontinuierlich, diskontinuierlich oder sporadisch auftreten. Damit Permafrost eine grosse Fläche bedeckt, ist ein kaltes (d. h. mittlere jährliche Lufttemperaturen deutlich unter 0 °C) und vorzugsweise eher trockenes Klima (geringe Niederschläge) erforderlich.

Das Vorkommen von Permafrost hängt grösstenteils von Energieaustauschen ab, die in der vertikalen Ebene zwischen der Atmosphäre und dem Untergrund stattfinden. Es gibt jedoch auch Energieaustausche in der horizontalen Ebene, die dominant werden und die «klassische» räumliche Verteilung des alpinen Permafrosts verkomplizieren können.

Um die Reaktion des Gebirgspermafrosts (Veränderungen der Dicke der Auftauschicht, thermisches Verhalten) auf den laufenden Klimawandel einzuschätzen, wurden seit den 1990er Jahren verschiedene Langzeitbeobachtungs- und Monitoringnetzwerke eingerichtet. Das Schweizer Netzwerk PERMOS (Permafrost Monitoring Switzerland) ist ein Beispiel für die Überwachung von Gebirgspermafrost.

Der thermische Zustand eines Permafrostbodens ändert sich auf verschiedenen Zeitskalen. Kurzfristig spiegeln die Veränderungen in der Tiefe der Auftauschicht, die Ende Sommer gemessen wird, im Wesentlichen die klimatischen Bedingungen des vergangenen Jahres wider. Die Intensität der Veränderungen hängt weitgehend vom Eisgehalt des Permafrosts ab.

Das Vorhandensein von Eis ist kein entscheidendes Kriterium für die Existenz von Permafrost. Tatsächlich kann der Eisgehalt im Permafrost zwischen 0 % (trockener Permafrost) und nahezu 100 % variieren. Beim im Permafrost enthaltenen Eis handelt es sich meist um sogenanntes Kongelationseis, welches sich durch das Wiedergefrieren von Sickerwasser in einem Gelände mit negativen Temperaturen bildet.