Mùa Đông rét buốt kéo dài thường làm các eo biển, mặt biển ở phương bắc bị băng đóng kín, đường hàng hải ách tắc. Để tàu thuyền có thể ra vào cảng, người ta phải dùng đến sức nặng của các con tàu khổng lồ và khá thô kệch: tàu phá băng.
Nhằm đảm đương nhiệm vụ nặng nhọc này, tàu phá băng phải có cấu trúc đặc biệt: Đẩu tàu được làm theo hình vát, tạo thành góc 20-350 so với mặt nước, giúp nó “bò” lên mặt băng dễ dàng. Hai mặt bên của đẩu tàu, đuôi tàu và bụng tàu đều có những khoang nước rất lớn được dùng như là thiết bị phá băng.
Khi gặp băng, đẩu tàu nâng lên và bò trên mặt băng thường lùi về phía sau một đoạn, sau đó mới mở hết công suất máy lao vào nó. Do công suất động cơ lớn, tốc độ cao nên cú va chạm này sẽ tạo lực xung kích mạnh làm phá vỡ băng. Động tác này được lặp lại nhiều lẩn cho đến khi thành công.
Gặp lớp băng rất dày, một lúc không phá được ngay, những máy bơm nước có công suất lớn đặt trên tàu sẽ hoạt động, bơm đẩy nước vào các khoang chứa ở đuôi tàu, do đó trọng tâm của tàu chuyển về phía sau, đẩu tàu tự nhiên ngóc lên cao. Lúc này cho thân tàu tiến lên một chút để cho đẩu tàu gác lên tẩng băng dày, tiếp đó tháo hết nước ở khoang chứa nước ở đuôi tàu ra, đồng thời bơm đẩy nước vào khoang chứa ở đẩu tàu. Như vậy đẩu tàu vốn có trọng lượng rất lớn nay lại thêm trọng lượng của mấy trăm tấn nước ở khoang chứa nên dù lớp băng rất dày cũng bị phá vỡ. Cứ như vậy tàu phá băng không ngừng tiến lên, mở đường đi trên lớp băng.
Các tàu phá băng của một số nước châu Âu khi phá băng ở Bắc Băng Dương có lúc đã gặp những tẩng băng vừa dày vừa kiên cố và đã xảy ra sự việc sau: Tàu phá băng bị kẹt trong những tẩng băng lớn. Chỉ còn biện pháp lắc đi lắc lại mới giải thoái được nó. Muốn tàu có thể lắc được, ở hai sườn thuộc phẩn giữa của tàu phải thiết kế các khoang nước. Bơm đẩy rất nhanh khoang chứa nước một bên sườn, tàu sẽ nghiêng về một bên, hút nước ở sườn này ra và bơm đẩy vào khoang chứa ở sườn bên kia, tàu sẽ nghiêng về phía ngược lại. Cứ bơm và hút như vậy, tàu phá băng sẽ lắc đi lắc lại về hai phía phải trái, đến một lúc nào đó cho tàu chạy hết công suất, tàu sẽ lùi khỏi mặt băng không khó khăn gì.
Tàu phá băng có kết cấu đặc biệt vững chắc. Vỏ bằng thép và thường dày hơn các loại vỏ tàu khác rất nhiều. Thân tàu to rộng nhưng phẩn trên thon lại phù hợp với việc mở đường cho đi cho tàu thuyền tương đối rộng trong lớp băng. Để dễ dàng tiến, lui, thay đổi phương hướng và dễ lái, thân tàu được thiết kế ngắn (tỉ lệ giữa chiều dài và chiều rộng của các tàu nói chung là vào khoảng 7 9/1, còn tàu phá băng là 4/1). Do mớn nước sâu nên tàu có thể phá những tẩng băng tương đối dày.