จักรพรรดิ เพนกวิน เป็นเพนกวินที่มีขนาดใหญ่ที่สุด เพนกวินจักรพรรดิเป็นสัตว์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในตระกูลเพนกวิน โดยทั่วไปจะมีความสูงมากกว่า 90ซม. สูงสุด120ซม. และรับน้ำหนักได้ถึง 50กก. ลักษณะทางสัณฐานวิทยาของมันคือ มีขนสีเหลืองอมส้มที่ด้านล่างของคอ ซึ่งจะค่อยๆ จางลงและด้านหลังของหูจะอยู่ลึกที่สุด สีเนื้อทั้งตัวประสานกัน คอมีสีเหลืองอ่อนขนที่หูเป็นสีเหลือง และส้มสดใสท้องเป็นสีขาวน้ำนมหลัง และครีบเป็นสีดำส่วนล่างของจะงอยปากเป็นสีส้มสดใส

เพนกวินจักรพรรดิผสมพันธุ์ ลูกหลานบนน้ำแข็งในฤดูหนาวของแอนตาร์กติกา เพนกวินตัวเมียวางไข่ทีละฟอง และเพนกวินตัวผู้ฟักไข่ ระหว่างขาของนกเพนกวิน จักรพรรดิ ตัวผู้ และส่วนล่างของช่องท้อง มีถุงเพาะชำที่มีผิวหนังสีม่วงปกคลุมไปด้วยเส้นเลือด ซึ่งสามารถเก็บไข่ไว้ที่อุณหภูมิ 36องศาเซลเซียส ในอุณหภูมิแวดล้อมต่ำที่ติดลบ 40องศาเซลเซียส

ลักษณะทางสัณฐานวิทยา เพนกวินจักรพรรดิตัวเต็มวัยมีความสูง 100-130ซม. และหนัก 20-45กก. ทำให้เป็นเพนกวินที่ใหญ่ที่สุด เพนกวินจักรพรรดิ์สวมชุดสีดำ และสีขาวมีจงอยปากสีแดงส้มมีขนสีเหลืองอมส้มใต้คอ ซึ่งจะค่อยๆ จางลงด้านหลังหูจะลึกที่สุดและมีสีของทั้งตัว มีความสามัคคี คอเป็นสีเหลืองอ่อนขนที่หูเป็นสีส้มเหลืองสด ส่วนท้องเป็นสีขาวน้ำนมด้านหลัง และครีบเป็นสีดำส่วนล่างของจะงอยปากเป็นสีส้มสดใส ระหว่างขาของนกเพนกวินจักรพรรดิตัวผู้ และส่วนล่างของช่องท้อง มีถุงเพาะที่มีผิวหนังสีม่วงเต็มไปด้วยเส้นเลือด ซึ่งสามารถเก็บไข่ไว้ที่อุณหภูมิ 36องศาเซลเซียสได้อย่างสบาย ในอุณหภูมิแวดล้อมต่ำที่ต่ำถึงลบ40องศาเซลเซียส

ขนสีเทาขาวบนตัว นกเพนกวินจักรพรรดิ์ตัวน้อย สามารถกันความหนาวและลมได้ แต่ไม่สามารถกันน้ำได้ขนที่กันน้ำได้ จะไม่เติบโตจนกว่าจะถึงวัยค่อยๆ แทนที่ขนที่ลงบนลำตัว และขนที่ร่วงลง ใต้ลำตัวจะหลุดออกก่อน จากภายนอกนกเพนกวินทุกชนิด มีรูปร่างน่ารักและคล้ายกันมาก แต่ในความเป็นจริง ยังมีความแตกต่างระหว่างพวกเขา นกเพนกวินจักรพรรดิ์และเพนกวินราชามักจะสับสน แต่จริงๆ แล้วมันเป็นสองประเภทที่แตกต่างกัน นกเพนกวินจักรพรรดิ์ มีลักษณะคล้ายกับนกเพนกวินราชามาก ทั้งคู่สวมชุดสีดำและสีขาวขนาดใหญ่ จะงอยปากเป็นสีแดงส้ม และมีขนสีเหลืองอมส้มใต้คอ ซึ่งจะค่อยๆ จางลง ความแตกต่างคือ เพนกวินจักรพรรดิมีขนาดใหญ่กว่าคิงเพนกวิน และหูจะมีสีเหลือง

ส่วนต่างๆ ของร่างกายที่ปกคลุมไปด้วยขนนกหนานั้น เย็นกว่าอากาศโดยรอบราวกับว่า พวกเขาสวมเสื้อแจ็คเก็ตกันหนาว กล้องถ่ายภาพความร้อนอินฟราเรดแสดงให้เห็นว่า พื้นผิวของร่างกายของนกเพนกวิน โดยเฉลี่ยต่ำกว่าอุณหภูมิโดยรอบประมาณ 4ถึง6องศาเซลเซียส เนื่องจากร่างกายของนกเพนกวินถูกปกคลุมไปด้วยไขมัน และขนที่เป็นฉนวนหลายชั้น จึงสามารถรักษาอุณหภูมิของร่างกายได้ 39องศาเซลเซียส

เมื่ออุณหภูมิของอากาศโดยรอบต่ำถึงลบ40องศาเซลเซียส แม้ว่าอุณหภูมิในแอนตาร์กติกาจะต่ำถึง 40องศาเซลเซียส  แต่พื้นผิวด้านนอกของนกเพนกวิน จักรพรรดิ ที่อาศัยอยู่ที่นั่นก็ต่ำกว่าอุณหภูมิโดยรอบด้วยซ้ำ ส่วนเดียวของร่างกายที่ร้อนกว่าอากาศโดยรอบ คือตาปากและฝ่าเท้า มีเพียงดวงตาเท่านั้นที่อยู่เหนือการเยือกแข็ง

ที่อยู่อาศัยแอนตาร์กติกา เป็นจุดสิ้นสุดของโลกทวีปที่เป็นน้ำแข็งทั้งหมด เนื่องจากสภาพอากาศที่เลวร้ายมาก มีเพียงพืชและสัตว์ที่ทนความหนาวเย็นที่สุดเท่านั้น ที่สามารถอยู่รอดได้ ที่นั่นนกเพนกวินจักรพรรดิอาศัยอยู่บนภูเขาข้ามทวีปแอนตาร์กติกที่รอยต่อของทะเลรอสส์ ได้รับความเสียหายจากลม เมื่อถึงฤดูใบไม้ร่วงโลกจะปกคลุมไปด้วยน้ำแข็งและหิมะหนา และนกเพนกวินจักรพรรดิเริ่มต้นพฤติกรรมทางชีววิทยาที่พิเศษที่สุดของพวกมัน โดยหยุดกินโดยร่างกายกลมเท้าครีบและหัวของพวกมัน ล้วนถูกสร้างขึ้นเพื่อกักเก็บความร้อน ในเดือนมีนาคมอุณหภูมิลดลงเหลือ 30องศาเซลเซียส และนกเพนกวินจักรพรรดิยังเตรียมออกเดินทางไกลหลายร้อยไมล์ ไปยังดินแดนน้ำแข็ง

เนื่องจากฤดูผสมพันธุ์กำลังจะเริ่มขึ้น พฤติกรรมการใช้ชีวิตทางสรีรวิทยา เพนกวินแอนตาร์กติกมีโครงสร้างทางสัณฐานวิทยาพิเศษ และการทำงานทางสรีรวิทยาพิเศษที่สามารถปรับตัวให้เข้ากับอุณหภูมิต่ำได้ ร่างกายของนกเพนกวินถูกปกคลุมไปด้วยขนชั้นหนึ่ง หากดูดีๆ ขนชั้นนี้สามารถแบ่งออกได้เป็น 2ชั้น ชั้นนอกเป็นโครงสร้างท่อเรียวชั้นในจะเรียวลง พวกเขาทั้งหมดเป็นเนื้อเยื่อฉนวนที่ดี ซึ่งสามารถป้องกันการบุกรุกของอากาศเย็นจากภายนอก และการสูญเสียความร้อนจากภายใน ชั้นปุยสามารถดูดซับและกักเก็บพลังงานอินฟราเรดที่อ่อนแอ เพื่อรักษาอุณหภูมิของร่างกายและต้านทานลมและความหนาวเย็น นกเพนกวินมักยืนอยู่บนน้ำแข็งและหิมะที่เย็นจัด และเท้าของนกเพนกวินจะไม่แข็งตัว

เนื่องจากโครงสร้างทางสรีรวิทยาที่บอบบางของนกเพนกวิน หลอดเลือดแดงของขาของนกเพนกวิน สามารถควบคุมการไหลเวียนของเลือดตามอุณหภูมิของเท้า เพื่อให้เท้าได้รับเลือดเพียงพอ ซึ่งจะทำให้อุณหภูมิของเท้าสูงกว่าจุดเยือกแข็งไม่กี่องศา ชั้นไขมันหนาในนกเพนกวินประมาณ3-4ซม. โดยเฉพาะเพนกวินจักรพรรดิที่มีพุงใหญ่ ไขมันจะหนาขึ้น ชั้นไขมันเป็นแหล่งพลังงานหลักที่ทำให้นกเพนกวินเคลื่อนไหว รักษาอุณหภูมิของร่างกายและต้านทานความหนาวเย็น เมื่อนกเพนกวินตั้งท้องและฟักไข่ พวกมันจะไม่กินหรือดื่ม แต่อาศัยชั้นไขมันของตัวเองในการดำรงชีวิต เมื่อเพนกวินฟักไข่ชั้นไขมันจะกินประมาณ 90%

คลัสเตอร์ เพนกวินแอนตาร์กติกชอบอยู่เป็นกลุ่ม มีนกเพนกวินหลายร้อย หลายพันตัว นับหมื่นตัวและจำนวนที่มากที่สุด สามารถเข้าถึงได้มากกว่า 100,000หรือมากกว่า200,000ตัว บนหิ้งน้ำแข็งของทวีปแอนตาร์กติก หรือบนน้ำแข็งในทะเลและน้ำแข็งที่ลอยอยู่ในทะเลรอบๆ แอนตาร์กติกาคุณมักจะเห็นนกเพนกวินรวมตัวกันเป็นกลุ่มจำนวนมาก บางครั้งพวกเขาเข้าแถวอย่างเรียบร้อย และเดินไปในทิศทางเดียวเช่น ทหารรักษาพระองค์ที่ได้รับการฝึกฝนมาเป็นอย่างดีคอยและต้อนรับแขกจากระยะไกล บางครั้งพวกเขาเข้าแถวเป็นทีมสี่เหลี่ยม โดยมีระยะทางและช่วงเวลาเท่ากันเช่นเดียวกับนักกีฬาที่แสดงยิมนาสติกเป็นกลุ่มที่เรียบร้อย และงดงาม

บทความอื่นๆที่น่าสนใจ  นกเพนกวิน สีน้ำเงินตัวน้อย เป็นสัตว์สายพันธุ์ที่เล็กที่สุด