เพนกวินจักรพรรดิอาศัยอยู่ทั่วไปรอบทวีปแอนตาร์กติกาโดยเฉพาะระหว่างละติจูด 66° - 77° ใต้ และมักจะผสมพันธุ์บนแผ่นน้ำแข็งตั้งแต่ชายฝั่งทะเลไปจนถึง 18 กิโลเมตร (11 ไมล์) ลึกเข้าไปบนบก บริเวณการผสมพันธุ์มักจะอยู่ใกล้ผา น้ำแข็งและภูเขาน้ำแข็งที่ช่วยเป็นเครื่องกำบังลมหนาว จำนวน เพนกวินทั้งหมดราว 400,000–450,000 ตัวที่แบ่งเป็นกลุ่มผสมพันธุ์ (Breeding colonies) ใหญ่ๆ ราว 40 กลุ่ม ราว 80,000 คู่ผสมพันธุ์กันในบริเวณทะเลรอส กลุ่มผสมพันธุ์ สำคัญๆ อยู่ที่แหลมวอชิงตัน (20,000–25,000 คู่), เกาะคูลมันในดินแดนวิคตอเรีย (ราว 22,000 คู่), อ่าวฮอลลีย์บนดินแดนโคตส์ (14,300–31,400 คู่) และอ่าวแอตคาในดินแดนควีนมอด (16,000 คู่)8]
แหล่งผสมพันธุ์บนแผ่นดิน อีกสองแห่งที่ทราบ: แหล่งหนึ่งอยู่ที่เกาะดิจองบนคาบสมุทรแอนตาร์กติกาและอีกแหล่งหนึ่งที่หัวแหลมที่ธารน้ำแข็งเทย์เลอร์ในดินแดนแอนตาร์กติกาของออสเตรเลียการผสมพันธุ์ที่ กระจัดกระจายไม่อยู่กับแหล่งที่ว่าก็พบที่เกาะฮาร์ด เซาธ์จอร์เจีย และ ในนิวซีแลนด์
สถานะการอนุรักษ์ของเพนกวินจักรพรรดิยังไม่จัดอยู่ในระดับที่เรียกว่าเสี่ยงต่อ การสูญพันธุ์ ที่สหภาพนานาชาติเพื่อการอนุรักษ์ธรรมชาติและทรัพยากร ธรรมชาติจัดอยู่ในระดับที่เรียกว่า “ระดับความเสี่ยงต่ำจากการสูญพันธุ์” หรือระดับ “Least Concern” แต่เพนกวินจักรพรรดิและเพนกวินอื่นอีกเก้าสปีชีส์กำลังอยู่ในระหว่างการ พิจารณาให้จัดเข้าอยู่ในระดับใหม่ ในรายการที่ถือว่าเป็นสิ่งมีชีวิตที่อยู่ในระดับที่เป็นอันตราย หรือ เสี่ยงต่อการสูญพันธุ์ (endangered หรือ threatened species) ตามกฎเกณฑ์ที่วางไว้ในรัฐบัญญัติว่าด้วยการพิทักษ์สัตว์ที่เสี่ยงต่อการสูญ พันธุ์ของสหรัฐอเมริกา
สาเหตุ ในการนำขึ้นมาพิจารณาก็เนื่องมาจากการลดตัวลงของแหล่งอาหารที่มีสาเหตุมาจากสภาวะของการเปลี่ยนแปลงอากาศ และการประมง ระดับอุตสาหกรรมของปลาและสัตว์ประเภทกุ้ง-กั้ง-ปูซึ่งเป็นอาหารของเพนกวิน สาเหตุอื่นๆ ก็ได้แก่เชื้อโรค, การทำลายถิ่นฐานธรรมชาติ และการรบกวน กลุ่มผสมพันธุ์โดยมนุษย์ โดยเฉพาะผลกระทบกระเทือนที่ได้รับจากนักท่องเที่ยว จาก การค้นคว้าศึกษาฉบับหนึ่งพบว่าเฮลิคอปเตอร์บินในระดับ 1,000 เมตร (3,281 ฟุต) ในบริเวณฝูงนกเพนกวิน สร้างความประหวั่นให้แก่กลุ่มลูกนกเพนกวิน
จากการสังเกตพบว่าจำนวนเพนกวินจักรพรรดิใน บริเวณดินแดนอเดลีลดลงไปถึง 50% ที่เกิดจากอัตราการเสียชีวิตของนกที่โตเต็มวัยที่ทวีตัวขึ้นโดยเฉพาะตัวผู้ ในช่วงที่มีอากาศอุ่นกว่าปกติในปลายคริสต์ทศวรรษ 1970 ที่เป็นผลทำให้อาณาบริเวณที่มีน้ำแข็งปกคลุมหดตัวลง และอัตราการการรอดชีวิตหลังจากการฟักเป็นตัวของลูกนกที่ลดต่ำลงในขณะเดียว กัน ฉะนั้นจึงถือว่าเพนกวินจักรพรรดิเป็นสัตว์ที่ได้รับความกระทบกระเทือนอย่าง สูงจากสภาวะอากาศที่เปลี่ยนแปลงไป
การ ศึกษาของสถาบันสมุทรศาสตร์วูดสโฮล (Woods Hole Oceanographic Institution) ในเดือนมกราคม ค.ศ. 2009 ประเมินว่าเพนกวินจักรพรรดิอาจจะถึงจุดที่เสี่ยงต่อการสูญพันธ์ภายในระหว่าง ค.ศ. 2100 ถึง ค.ศ. 2109 เนื่องมาจากสภาวะการเปลี่ยนแปลงของสภาวะอากาศ การใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ในการทำนายการสูญเสียของน้ำแข็งจากภาวะโลกร้อนที่มีผลต่อกลุ่มสืบพันธุ์ใหญ่ๆ ของเพนกวินจักรพรรดิดินแดนอเดลีในทวีปแอนตาร์กติกา ทำนายว่าประชากรของเพนกวินจะลดลงราว 87% ภายในปลายศตวรรษจากจำนวน 3,000 คู่ที่ทำการสืบพันธุ์อยู่ในปัจจุบันลงไปเหลือเพียง 400 คู่ แบบจำลองของการลดจำนวนลงนี้อาจจะนำไปใช้ในการทำนายการลดจำนวนของสปีชีส์ทั้ง หมดจากจำนวนทั้งหมดราว 200,000 คู่ในปัจจุบัน
ในปี ค.ศ. 2009 จากภาพถ่ายทางดาวเทียมของบริเวณน้ำแข็งที่มีรอยปฏิกูลที่ใหญ่พอที่จะเห็นได้ จากนอกโลกช่วยให้นักวิทยาศาสตร์มองเห็นแหล่งผสมพันธุ์อีกสิบแห่งใหม่ที่ไม่ เคยเห็นมาก่อนของเพนกวินจักรพรรดิในทวีปแอนตาร์กติกา
เพนกวินจักรพรรดิเป็นสัตว์สังคมในการดำรงชีวิตและการหาอาหาร นอกจะออกหาอาหารด้วยกันแล้วก็อาจจะร่วมมือกันในการดำหรือผุดจากน้ำในการหาอาหาร นก แต่ละตัวอาจจะตื่นช่วงกลางคืนหรือกลางวัน นกที่โตเต็มที่จะใช้เวลาส่วนใหญ่ในชีวิตเกือบตลอดปีในการเดินทางไปหาอาหาร ระหว่างบริเวณที่อาศัยกับแหล่งอาหารที่อยู่ไกลออกไปตามฝั่งทะเล ยกเว้นเดือนระหว่างมกราคมถึงเดือนมีนาคมที่จะหายไปในมหาสมุทร
นัก สรีรศาสตร์ชาวอเมริกันเจอรรี คูยแมนวิวัฒนาการวิธีการศึกษาพฤติกรรมในการหาอาหารของเพนกวินในปี ค.ศ. 1971 โดยการติดอุปกรณ์ที่บันทึกการดำน้ำกับตัวนก ผลของการศึกษาพบว่าเพนกวินจักรพรรดิสามารถดำน้ำได้ลึกถึง 265 เมตร (869 ฟุต) ได้ช่วงละนานถึง 18 นาที การศึกษาต่อมาพบว่าเพนกวินตัวเมียที่มีขนาดเล็กกว่าสามารถดำน้ำได้ลึกถึง 535 เมตร (1,755 ฟุต) ไม่ไกลจากอ่าวแม็คเมอร์โด อาจจะเป็นไปได้ว่าเพนกวินอาจจะดำน้ำได้ลึกกว่านั้น เพราะอุปกรณ์ที่วัดลดสมรรถภาพลงเมื่อความลึกของการดำลึกลงไปกว่าที่กล่าว
การ ศึกษาต่อมาของพฤติกรรมการดำน้ำของนกตัวหนึ่งพบว่ามักจะดำลึกประมาณ 150 เมตร (490 ฟุต) ในบริเวณที่มีน้ำลึก 900 เมตร (3,000 ฟุต) และดำตื้นเพียง 50 เมตร (160 ฟุต) สลับกับการดำที่ลึกกว่า 400 เมตร (1,300 ฟุต) ในบริเวณที่มีน้ำลึกเพียง 450 ถึง 500 เมตร (1500 to 1600 ฟุต) ซึ่ง ทำให้สันนิษฐานว่าบางครั้งก็เป็นดำเพื่อหาอาหารบนก้นทะเล
ทั้งตัวผู้และตัวเมียจะหาอาหารราว 500 กิโลเมตร (311 ไมล์) ไกลจากที่ตั้งกลุ่ม เมื่อไปหาอาหารให้ตัวเองและลูกนกก็จะเดินทางระหว่าง 82 ถึง 1,454 กิโลเมตร (51 ถึง 904 ไมล์) ต่อตัวต่อครั้ง นกตัวผู้จะกลับไปยังทะเลกว้างที่เรียกว่า “polynya” หลังจากลูกนกออกจากไข่ ราว 100 กิโลเมตร (62 ไมล์) ไกลจากฝูง
การว่ายน้ำของเพนกวินเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ โดยการใช้ความกดดันทั้งในการพุ้ยขึ้นหรือลงขณะที่ว่าย การพุ้ยขึ้นทำให้รักษาระดับความลึกของการดำได้ความเร็วถัวเฉลี่ยของการดำน้ำราว 6–9 กิโลเมตร/ต่อชั่วโมง (4–6 ไมล์/ต่อชั่วโมง) การเคลื่อนไหวบนบกเพนกวินจะสลับ ระหว่างการเดินอุ้ยอ้ายกับการไถลด้วยท้องและผลักเร่งด้วยปีกไปกับพื้นน้ำ แข็ง
การ ป้องกันตัวจากความหนาวจะทำโดยการเข้ามายืนรวมตัวกันเป็นกระจุกหรือที่เรียก ว่าการรวมเป็นรูปเต่า ขนาดของกลุ่มก็มีตั้งแต่สิบตัวไปจนถึงหลายร้อยตัว โดยนกแต่ละตัวก็จะเอนไปข้างหน้าบนหลังของนกตัวหน้า ตัวที่อยู่วงนอกมักจะค่อยๆ เดินลากขาวนรอบวง และจะมีการสลับที่กันระหว่างนกที่อยู่ในวงในและวงนอก
อาหารที่บริโภค ส่วนใหญ่จะเป็นปลา, สัตว์ประเภทกุ้ง-กั้ง-ปู และ เซฟาโลพอดเช่นปลาหมึก[46] แม้ ว่าอัตราส่วนของอาหารจะแตกต่างกันไปตามแต่กลุ่มนก แต่ปลาจะเป็นแหล่งอาหารที่สำคัญที่สุด โดยเฉพาะปลาแอนตาร์กติกซิลเวอร์ฟิชที่เป็นอาหารหลัก อาหารอื่นๆ ก็ได้แก่ปลาในตระกูลปลาคอดน้ำแข็ง, ปลาหมึกเกลเชีย และปลาหมึกตะขอหนวดยาว รวม ทั้งตัวเคยแอนตาร์กติกาที่มีลักษณะคล้ายกุ้ง เพนกวิน จักรพรรดิหาเหยื่อในทะเลของมหาสมุทรใต้ ทั้ง ในบริเวณที่ไม่มีน้ำแข็ง หรือในบริเวณช่องที่แตกระหว่าง
น้ำแข็ง วิธีการหาเหยื่อก็โดยการดำลึกลงราว 50 เมตร (164 ฟุต) ซึ่งเป็นระดับที่สามารถมองเห็นเหยื่อเช่น ปลาบอลด์โนโทเธนที่ว่ายระด้านใต้ของผิวน้ำแข็ง เพ็นกวินก็จะว่ายขึ้นไปจับ แล้วก็จะดำลึกลงไปเพื่อพุ่งกลับขึ้นมาอีกครั้ง และจะทำเช่นนี้ราวห้าหกครั้งก่อนที่จะผุดขึ้นมาหายใจครั้งหนึ่ง
ศัตรูของเพนกวินจักรพรรดิก็ได้แก่นกทะเล และสัตว์น้ำที่เลี้ยงลูกด้วยนมที่รวมทั้งนกจมูกหลอดยักษ์ขั้วโลกใต้ที่เป็นนกล่าเหยื่อที่สังหารลูกนกถึงราว 34% ในบางฝูง และนกสคัวขั้วโลกใต้ที่ส่วนใหญ่จะกินลูกนกที่ตายไปแล้ว เพราะลูกนกที่ยังมีชีวิตมีขนาดใหญ่เกินกว่าที่จะโจมตีได้
สัตว์น้ำที่เป็นอันตรายได้แก่แมวน้ำเสือดาวที่ล่าทั้งเพนกวินที่โตเต็มวัยทันทีที่ลงน้ำและวาฬเพชฌฆาตที่ล่าเพนกวินที่โตเต็มวัยเช่นกัน
เพนกวินจักรพรรดิสามารถทำการ ผสมพันธุ์ได้ตั้งแต่เมื่อมีอายุราวสามปี แต่มักจะเริ่มทำการผสมพันธุ์กันจริงๆ ราวปีหนึ่งถึงสามปีหลังจากนั้น วงจร การเจริญพันธุ์ประจำปีเริ่มขึ้นราวต้นฤดูหนาวของทวีปแอนตาร์กติการะหว่างเดือนมีนาคมถึงเดือนเมษายน เมื่อเพนกวินที่โตเต็มที่จะเดินทางไปยังถิ่นฐานธรรมชาติของบริเวณที่ทำการ ผสมพันธุ์ ที่มักจะต้องเดินทางถึง 50 ถึง 120 กิโลเมตร (30 ถึง 75 ไมล์) ลึกเข้าไปในแผ่นดินจากขอบน้ำแข็งที่ติดกับทะเลของทวีป จุด ที่ทำให้เริ่มการเดินทางเกิดขึ้นเมื่อช่วงที่แสงสว่างของเวลากลางวันเริ่มลด ลง เพนกวินจักรพรรดิที่ถูกเลี้ยงในที่จำขังสามารถเร่งให้ทำการผสมพันธุ์ได้ โดยการปรับระบบแสงที่เลียนแบบการเปลี่ยนแปลงของแสงธรรมชาติที่เกิดขึ้นที่ ขั้วโลกใต้
เพนกวินเริ่มทำการหาคู่ราวระหว่างเดือนมีนาคมถึง เดือนเมษายน ระหว่างที่อุณหภมิอาจจะตกลงถึง −40 °C (−40 °F) ตัวผู้เริ่มด้วยการแสดงท่าทางต่างๆ โดยการยืนนิ่งและก้มหัวลงติดอกก่อนที่จะสูดลมหายใจ และเริ่มส่งเสียงร้องเรียกตัวเมียราว 1 ถึง 2 วินาที จากนั้นก็จะเดินรอบฝูง และเริ่มแสดงพฤติกรรมเดิมซ้ำอีก เมื่อพบคู่ตัวผู้และตัวเมียก็จะยืนหันหน้าเข้าหากัน โดยตัวหนึ่งจะยืดคอขึ้นและอีกตัวหนึ่งก็จะทำตาม ทั้งคู่จะทำเช่นนั้นอยู่หลายนาที เมื่อตกลงกันได้ทั้งสองตัวก็จะเดินอุ้ยอ้ายรอบฝูงด้วยกันโดยที่ตัวเมียมักจะ เดินตามตัวผู้ ก่อนที่จะผสมพันธุ์นกตัวหนึ่งก็จะน้อมตัวลงอย่างอ่อนน้อมจนจงอยปากจรดพื้น น้ำแข็งให้แก่นกอีกตัวหนึ่ง นกที่เป็นฝ่ายรับก็แสดงท่าตอบรับด้วยท่าทางเดียวกัน
เพนกวินจักรพรรดิมีคู่แบบที่เรียกว่าผัวเดียวเมียเดียวแต่ไม่ตลอดชีพ แบบที