1. Huddling: Ovo je njihova primarna obrana protiv hladnoće. Okupljaju se u masivnim skupinama, nazvane "Huddles", gdje se čvrsto spajaju, dijeleći tjelesnu toplinu. Pingvini u sredini gužve okreću se s onima izvana, osiguravajući da se svi dobiju priliku zagrijati.
2. Gusto perje: Imaju nevjerojatno guste, preklapajuće se perje koje hvataju sloj izolacijskog zraka. Perje im je također vodootporna, držeći ih suhim čak i u najhladnijim uvjetima.
3. Debeli sloj masti: Car pingvini imaju debeli sloj blještava ispod kože, koji djeluje kao još jedan sloj izolacije. Ovaj blub također pruža rezerve energije za njih tijekom dugih, hladnih zima.
4. Protu-strujna izmjena topline: Imaju specijalizirani cirkulacijski sustav koji im omogućuje da sačuvaju toplinu. Arterije koje nose toplu krv do svojih ekstremiteta trče se blizu vena koje su u srcu prevozile hladnu krv. Ova izmjena topline minimizira gubitak topline iz njihovog tijela.
5. Specijalizirano disanje: Njihov respiratorni sustav prilagođen je za uštedu topline. Oni izdahnu topli zrak, koji se kondenzira u sloj vlage oko nosnica. Ova vlaga zarobljava toplinu, sprječavajući da pobjegne.
6. Zone "gubitka topline": Imaju mala, nesputana područja na nogama i oko očiju koja su posebno prilagođena za gubitak topline. To im omogućuje da oslobađaju višak topline, sprečavajući ih pregrijavanje.
7. Ponašanje gniježđenja: Tijekom sezone uzgoja, ženska cara Penguin polaže jedno jaje i ostavlja ga u brizi za mužjaka. Mužjak će tada inkubirati jaje 64-65 dana, držeći ga toplom ispod nabora kože na trbuhu. Za to vrijeme, muški pingvini će se zgrčiti kako bi održali vlastitu tjelesnu temperaturu.
Ove kombinirane adaptacije omogućuju carevim pingvinima da izdrže neke od najekstremnije hladnoće na Zemlji, preživjele temperature znatno ispod smrzavanja, pa čak i zvjerkih mećava.