1. Huddling: Toto je ich primárna obrana proti prechladnutiu. Zhromažďujú sa v masívnych skupinách, ktoré sa nazývajú „Huddles“, kde sa pevne zabalia a zdieľajú telesné teplo. Penguins v strede huddle sa otáčajú s tými vonku a zaisťujú, že každý má šancu zahriať sa.
2. Husté perie: Majú neuveriteľne husté, prekrývajúce sa perie, ktoré zachytáva vrstvu izolačného vzduchu. Ich perie je tiež vodotesné a udržiavajú ich suché aj v najchladnejších podmienkach.
3. Hrubá vrstva tuku: Penguíny cisárov majú pod kožou hrubú vrstvu blubberu, ktorá pôsobí ako ďalšia vrstva izolácie. Tento blubber im tiež poskytuje energetické rezervy počas dlhých, studených zimy.
4. Výmena tepla proti prúdu: Majú špecializovaný obehový systém, ktorý im umožňuje šetriť teplo. Tepny, ktoré prenášajú teplú krv na ich končatiny, prechádzajú blízko žíl, ktoré prenášajú studenú krv späť do ich srdca. Táto výmena tepla minimalizuje tepelné straty z tela.
5. Špecializované dýchanie: Ich respiračný systém je prispôsobený na zachovanie tepla. Vydýchajú teplý vzduch, ktorý kondenzuje do vrstvy vlhkosti okolo nosných dierok. Táto vlhkosť zachytáva teplo a bráni jej uniknutiu.
6. Zóny „strata tepla“: Majú na nohách a okolo očí malé, ktoré sú špeciálne prispôsobené na stratu tepla. To im umožňuje uvoľňovať prebytočné teplo, čo im bráni v prehriatí.
7. Správanie v hniezdení: Počas obdobia rozmnožovania položí samica cisárka tučniaka jediné vajíčko a necháva ho v starostlivosti muža. Samec potom inkubuje vajíčko počas 64-65 dní a na bruchu ho udrží v teple pod násobkom kože. Počas tejto doby sa mužské tučniaky zhlukujú spolu, aby si udržali svoju vlastnú telesnú teplotu.
Tieto kombinované úpravy umožňujú cisárskym tučniakom odolávať niektoré z najextrémnejších prechladnutí na Zemi, prežívajúce teploty hlboko pod mrazom a dokonca aj odvážené úryvky.