El clima ártico afecta fuertemente la producción y biomasa de fitoplancton a través de varios mecanismos, incluyendo el calentamiento, el retroceso del hielo marino y los procesos atmosféricos globales. Para detectar los cambios climáticos en la biomasa de fitoplancton, se estimó la variabilidad a largo plazo de la clorofila (Chl-a) in situ con los cambios en la temperatura superficial del mar (SST) y la salinidad (SSS) en el mar de Barents y aguas adyacentes durante el período de 1984-2021. Se detectaron diferencias espaciales en SST, SSS y Chl-a. La Chl-a aumentó paralelamente a la SST en los períodos de verano-otoño y primavera, respectivamente. Se encontraron picos de Chl-a cerca del borde del hielo y zonas frontales en la temporada de primavera, mientras que las medidas más altas se observaron en las regiones costeras durante las temporadas de verano. La SST y la Chl-a mostraron tendencias crecientes con valores mayores durante 2010-2020. Los modelos aditivos generalizados (GAM) revelaron que la SST y la Chl-a estaban positivamente relacionadas con el año. Las variables climáticas y oceanográficas explicaron proporciones significativas de las fluctuaciones de Chl-a, siendo seis predictores (SST, índice de oscilación del Atlántico Norte anual, anomalías de temperatura/salinidad en la sección de Kola y extensión del hielo marino en abril y septiembre) los más importantes. Los GAM mostraron asociaciones cercanas entre el aumento de Chl-a y una disminución en la extensión del hielo marino y el aumento de la temperatura del agua. Nuestros datos pueden ser útiles para monitorear las regiones árticas durante la era de cambios globales y proporcionar una base para futuras investigaciones sobre los factores que impulsan los ensamblajes de fitoplancton y la productividad primaria en el mar de Barents.