死亡冰柱的原理涉及到海水溫度、鹽度和密度的相互作用。具體來說，當海面溫度降低到一定程度，通常為零下幾十攝氏度，海水開始結冰，並且析出鹽分，導致冰塊周圍的海水鹽度上升。高鹽度的海水一方面冰點更低，不容易結冰，另一方面密度更大，因此不斷下沉。當溫度較低且高鹽度的海水下沉後，與下方還未結凍的海水接觸，導致下方海水溫度迅速降低，在到達冰點後迅速結冰，於是形成了冰柱。水流在下沉結凍的過程中會形成一個隔熱層，可以保證溫度較低鹽度較大的海水維持低溫和高密度的性質，因此冰柱得以隨著水流不斷向海底延伸。當表面海水溫度回暖時，由於失去了冷能來源，冰柱會逐漸減弱直至消失。