Ledus veidojumus gruntīs dēvē par pazemes ledu, un tas sastopams kā sezonālais un ilglaicīgais (agrāk arī mūžīgais) sasalums. Ledus veidojumus uz zemes virsas galvenokārt pārstāv ledāji.

Ilglaicīgais sasalums (angļu permafrost) ir ilgākā laika posmā sasalis augsnes, nogulumu vai porainu iežu slānis zem zemes virsmas jeb pazemes apledojums. Tā ir raksturīgākā periglaciālā apgabala iezīme. Šo apgabalu definē kā apgabalu, kurā dabas apstākļus galvenokārt nosaka sala procesi vai parādības, kas izriet no aukstiem klimatiskiem apstākļiem, tostarp novietojuma ledāja tuvumā. Periglaciālo vidi no glaciālās jeb ledāja vides šķir paraglaciālā vide, kas uzskatāma par pārejas zonu. Paraglaciālie procesi ietver visus salīdzinoši strauji notiekošos zemes virsas procesus, kurus nosaka ledāja tuvums. Ārpus periglaciālā apgabala grunts sasalst arī sezonāli, veidojot sezonālo sasalumu. Ilglaicīgais sasalums var veidoties, kad grunts gada vidējā temperatūra ir negatīva (zem 0 °C), līdz ar to ilglaicīgā sasaluma pastāvēšanu nosaka grunts termiskie apstākļi. Lai gan gruntis lielākoties satur ūdeni, piemēram, porās starp minerālu graudiem, un, tam sasalstot, veidojas dažādas ledus formas, grunts var tikt dēvēta par sasalumgrunti arī tad, ja tā nesatur ledu. Tādējādi aukstākajās un sausākajās vietās uz Zemeslodes, piemēram, sausajās ielejās Antarktikā, pastāv sausais sasalums. Ilglaicīgais sasalums var būt arī relikta, nevis mūsdienu klimatisko apstākļu izraisīta parādība. Parasti grunts un nogulumi ir sasaluši līdz vairāku simtu metru dziļumam, bet reliktais sasalums var atrasties pat vairāk nekā kilometra dziļumā. Reliktais sasalums Aļaskā pastāv vismaz kopš iepriekšējā (Ēmas) starpleduslaikmeta un ir vismaz 125 000 gadu vecs. Visticamāk, tas ir saglabājies pat no iepriekšējā leduslaikmeta un nav pilnībā izzudis arī starpleduslaikmetā.

Ilglaicīgā sasaluma izplatības apgabalos grunts vertikālajā profilā var izdalīt sasalumslāni un aktīvo slāni, kurš atrodas virs sasalumslāņa. Noteiktā dziļumā sasalumgruntij ir nemainīga gada temperatūra, kas parasti tiek sasniegta 6–16 m dziļumā no zemes virsmas. Aktīvā slāņa biezums ir vien līdz dažiem metriem, un tam raksturīga cikliska atkušana siltajā sezonā. Aktīvā slāņa biezums saistāms ar to, kādā dziļumā notiek sezonālā grunts atkušana, un to nosaka atmosfēras temperatūra un ģeotermālais gradients. Liela nozīme ir veģetācijai, organiskajām atliekām gruntī un sniega segas īpatnībām. Bieza veģetācijas vai sniega sega mazina sezonālās temperatūras svārstības gruntī. Tieši ar aktīvo slāni un tā pārmaiņām saistāms vairums ģeoloģisko un ģeomorfoloģisko procesu gruntī un zemes virsā, piemēram, sala darbība, termokarsts, grunts kūkumošanās un poligonālo grunšu veidošanās, materiāla pārvietošanās pa nogāzi (krīps, soliflukcija un geliflukcija). Ledus ķermeņu veidošanās gruntī rada dažādas neparastas un tikai periglaciālajam apgabalam raksturīgas reljefa formas, piemēram, paugurus ar ledus kodolu – palsas un pingo. Periglaciālājā un paraglaciālajā apgabalā arī fluviālie un eolie procesi izpaužas ar lielu intensitāti, īpaši aktīvi norisinās termoerozija un vēja erozija.  

Ilglaicīgajam sasalumam un to veidojošajam pazemes ledum ir teritoriāli lielākais ledus izplatības areāls starp visiem ledus veidiem sauszemē un jūrā. Pazemes ledus gruntī galvenokārt ir sastopams periglaciālajā apgabalā kā ilglaicīgais sasalums. Ziemeļu puslodē sezonālais sasalums izplatīts ~55 miljonu km² platībā un aizņem 58 % teritorijas. Ilglaicīgais sasalums aizņem ~24 % no sauszemes platības jeb ~36 miljonus km². Ziemeļu puslodē tas aizņem 23 miljonus km², bet dienvidu puslodē – 13,5 km² . No šiem ~ 36 miljoniem km² attiecīgi 1,6 un 13,5 km² aizņem Grenlandes un Antarktikas ledus vairogi, zem kuriem grunts tomēr daudzviet ir atkususi spiedienkušanas, ledus un sniega siltuma vadītspējas īpatnību un ģeotermālā siltuma ietekmē, tādēļ precīzu ilglaicīgā sasaluma aizņemto platību noteikt ir sarežģīti. Minētie skaitļi neietver zemjūras sasalumu. Lielākoties ilglaicīgais sasalums sastopams polārajos apgabalos ­– arktiskā, subarktiskā, antarktiskā un subantarktiskā klimata joslā, bet tas ir sastopams arī alpīnā (kalnu) joslā, parasti virs koku augšanas līnijas. Sasalums aizņem lielu daļu Kanādas, Sibīrijas, Aļaskas, Tibetas plakankalnes. Tas sastopams arī Antarktikā, Grenlandē, Ķīnā, Mongolijā, Kazahstānā, Svalbāras arhipelāgā un citās Ziemeļu ledus jeb Arktiskā okeāna salās, kā arī iesniedzas kontinentālajā šelfā, piemēram, zem Laptevu, Austrumsibīrijas un Boforta jūrām kā zemjūras sasalums.

Ilglaicīgo sasalumu pēc tā izplatības parasti iedala četrās grupās:

1. vienlaidus izplatības ilglaicīgais sasalums – gandrīz nepārtraukts (90–100 % no grunts augšējās daļas ir sasalusi) sasalums zem aktīvā grunts slāņa ar nelieliem atkusušas grunts virsējās daļas apgabaliem jeb karenajiem caurkusumiem (talikiem);
2. fragmentēts jeb pārtrauktais ilglaicīgais sasalums ar salveida caurkusumiem (50–90 %) – sasaluma izplatību pārtrauc pilni caurkusumi, kuriem raksturīga sporādiska izplatība;
3. sporādiskas izplatības sasalums (10–50 %) – atsevišķi relatīvi plāna sasalumslāņa apgabali, starp kuriem atrodas no grunts sasaluma brīvi apvidi;
4. izolētais sasalums (0–10 %) – sasalums izplatīts izolētu apgabalu veidā gar tā izplatības zonas malu.

Ja sasalums izplatīts augsnēs, tās dēvē par krioaugsnēm. Zonas ilglaicīgā sasaluma izplatības apgabalā, kur sasalumslānis ir atkusis, dēvē par caurkusumiem. Tie veidojas vietās, kur ģeotermālā siltuma, pazemes vai virszemes ūdens pienestā siltuma ietekmē sasaluma slānis atkūst, un tos iedala pilnos caurkusumos, karencaurkusumos un izolētos caurkusumos. Pēc temperatūras caurkusumus var iedalīt nekriotiskos (>0 °C) un kriotiskos (<0 °C) caurkusumos.  

Pazemes ledu, kurš veido grunts sasalumu, iedala četros galvenajos tipos: dzīslu, poru, segregācijas un intrūziju ledus. Dzīslu ledus ir vertikāli slāņots, un tas veidojas, ūdenim ieplūstot un sasalstot atvērtās termālās saraušanās plaisās zemes virspusē. Tādējādi periglaciālajos apgabalos veidojas dzīslu ledus poligoni, kurus vienu no otra šķir poligonālais dzīslu ledus. Poru ledus veidojas porās un sīkās plaisās, kad grunts sasalšana notiek pakāpeniski bez augsnes pārvietošanas (krioturbācijām), tādējādi cementējot augsnes vai grunts matricu. Segregācijas ledus veido apraktus tīra ledus ķermeņus (lēcas), kas veidojas, kad ūdens un ūdens tvaiks migrē zemāka tvaika spiediena virzienā, kas veidojas uz sasalšanas virsmas. Ūdenim un tā tvaikam nonākot kontaktā ar segregācijas ledus masu, notiek tā sasalšana. Vispiemērotākās gruntis segregācijas ledus veidošanās procesam ir ar vidēju porainību un ūdenscaurlaidību. Intrūziju ledus veidojas spiedienūdeņu intrūziju rezultātā. Izdala horizontāli slāņotu sillu ledu un pingo intrūziju ledu. Pingo pauguros ledus veido pauguru kodolu, kuram izkūstot, norisinās pingo degradācija un termokarsta ezeru veidošanās. Šo procesu nevajadzētu jaukt ar glaciokarstu, kas saistīts ar aprakto ledāja ledus blāķu kušanu. Pazemes ledus ūdens avoti var būt atmosfēras, virszemes vai pazemes ūdeņi.

Ledus veidojumus uz zemes virsas vai citiem objektiem dēvē par uzledojumiem jeb uzlediem (angļu icing). Tos rada ledus kārtiņas zemes virskārtā, kas veidojas, sasalstot pārdzesētam ūdenim. Šos veidojumus jānošķir no sarmas, kas veidojas, kristalizējoties no ūdens tvaika. Dabā uzledojumi parasti veido ķermeņus, kas sastāv no daudzām plāna ledus kārtiņām, un tie rodas no brīvā pazemes ūdens vai upes ūdeņiem, kas izlaužas virszemē pārdzesētā stāvoklī pa plaisām gruntī vai upes ledū. Lielākoties uzledojumi veidojas ilglaicīgā sasaluma izplatības apvidos un ir saistīti ar upēm vai pieledāju teritorijām. Upju uzledi var veidoties arī palienēs, ja gultni klāj tik bieza ledus sega, ka ūdens spiediens nespēj uzlauzt upes ledu un ūdens iespiežas palienē pa rupjgraudaināku nogulumu slāņiem. Uzledojumi bieži veidojas politermālu ledāju malas zonā un pieledāja teritorijā, kur ledāja vai zemes virspusē (caurkusumu zonās) izplūst pārdzesēti spiedienūdeņi. Tie var būt gan pazemes, gan ledāja kušanas ūdeņi, kuru klātbūtni nodrošina siltā ledus esamība ledājā. Upju ielejās un pieledāju teritorijās esošie uzledojumi var tikt aprakti ar aluviāliem vai glaciofluviāliem (sandru vai to izneses konusu) nogulumiem un saglabāties kā pazemes ledus.

Veidojoties un izzūdot grunts sasalumam, norisinās būtiskas izmaiņas pašā gruntī un zemes virsā. Cikliskas atkušanas un sasalšanas rezultātā aktīvajā slānī notiek grunts un augsnes pārvietošanās, kas rada krioturbācijas. Šīs deformācijas struktūras ir līdzīgas mīksto nogulumu deformācijas struktūrām, kas rodas arī sasalumslāņa degradācijas un atūdeņošanās dēļ. Gruntij nevienmērīgi sasalstot un veidojoties segregācijas ledum, norisinās arī tās kūkumošanās, kas zemes virspusē rada viļņotu virsmu un dažāda izmēra paugurus. Šajā sala šķirošanas procesā notiek neviendabīga (heterogēna) atlūzu materiāla šķirošana pēc izmēriem un īpatnējā svara. Lielākās atlūzas pārvietojas augšup straujāk, tādējādi tiek radīti akmeņu gredzeni, poligoni un joslas. Šādus veidojumus dēvē arī par poligonālajām gruntīm vai tundras poligoniem.

Aktīvā slāņa atkušana izraisa grunts virsējā slāņa pārvietošanos virs sasalumslāņa. Šis process norisinās jau pavisam lēzenās nogāzēs un tiek dēvēts par soliflukciju vai geliflukciju. Pirmais termins tiek plašāk lietots un apzīmē ar ūdeni piesātināta grunts virsējā slāņa pārvietošanos pa nogāzi. Šī procesa rezultātā veidojas soliflukcijas vai geliflukcijas terases, lobi un mēles. Atkūstot grunts virsējam slānim un īpaši izzūdot ledus ķīļiem, veidojas termokarsta topogrāfija, kas reljefā izpaužas kā dažāda izmēra ieapaļas, seklas ieplakas, kuras aizpilda termokarsta ezeri. Izzūdot ledus jeb sala ķīļiem, to veidotās plaisas gruntī aizpilda apkārtesošie vai vēja atpūstie (eolie) nogulumi, un veidojas sala ķīļu aizpildījumi. Tie ir unikāla liecība par kādreizējā sasaluma izplatību. Ledus ķīlu veidošanās mehānisms ir šāds: grunts temperatūrai samazinoties, veidojas termālās saraušanās plaisas, kuras parasti siltajā sezonā aizpilda ūdens, savukārt aukstajā sezonā ūdens sasalst, veidojot ledus ķīli. Turpmākajās sezonās norisinās jau paša ledus ķīļa plaisāšana un tā augšana platumā. Tā kā ūdenim sasalstot, tā tilpums palielinās par ~9 %, šis process nodrošina periglaciālajos apgabalos izplatīto mehānisko dēdēšanu, kas galvenokārt izpaužas kā iežu sairšana. Būtiska nozīme iežu sairšanā periglaciālajos apgabalos ir arī termālā stresa ietekmei.

Ledu un ledus veidojumus uz zemes un pazemē pēta dažādas dabas un zemes zinātņu nozares. Ledus, galvenokārt ledāju formā, ir galvenais izpētes objekts glacioloģijā, bet ledum kriosfērā kupumā, tostarp ilglaicīgajam sasalumam, pievēršas krioloģija. Ilglaicīgā sasaluma, tā degradācijas un pārveidošanās izpausmes zemes virsas reljefā, kā arī procesus, reljefa formas un parādības, kas norisinās auksta (nivāla) klimata apstākļos, pēta periglaciālā ģeomorfoloģija. Savukārt parādības sasalušās gruntīs un periglaciālos nogulumus pētī periglaciālā ģeoloģija, šaurākā nozīmē kriolitoloģija. Periglaciālos un paraglaciālos procesus un vidi pēta ģeologi, ģeomorfologi, biologi, vides zinātņu nozaru pārstāvji un zinātnieki no citām dabaszinātņu jomām. Mūsdienās īpaši aktuāli pētījumi saistās ar ogļskābās gāzes un metāna koncentrācijas pieaugumu periglaciālajos apgabalos, kur nozīmīga pētījumu sastāvdaļa ir šo gāzu koncentrācijas mērījumi gan uz sauszemes, gan jūrās, kur saistībā ar zemjūras sasaluma degradāciju norisinās metāna gāzes atbrīvošanās no metāna hidrātiem. Lai to veiktu, jāīsteno loģistiski sarežģītas ekspedīcijas; īpaši būtiski iegūt datus par šo gāzu izmaiņām jūrās, kam nepieciešami speciāli apgādāti kuģi. Līdzigi kā citās zemes zinātņu nozarēs, ar sasalumu saistītos procesus, kas atspoguļojas zemes virsā, pēta, izmantojot attālās izpētes metodes un satelītdatus. Nemainīgi svarīga loma arī mūsdienās ir sasalumgrunšu temperatūras un aktīvā slāņa biezuma mērījumiem, nodrošinot ilglaicīgā sasaluma monitoringu. To koordinē Starptautiskā ilglaicīgā sasaluma asociācija (International Permafrost Association), kura kopš 20. gs. 90 gadiem veido globālo ilglaicīgā sasaluma sauszemes tīklu, kas ir primārā starptautiskā programma, kura veic ilglaicīgā sasaluma starptautisku monitoringu. Mērījumi tiek iegūti gan no urbumiem, gan izmantojot ģeofizikālas izpētes metodes, piemēram, elektroizpēti un radiolokāciju.

Ilglaicīgais sasalums klimata un mūsdienās arī cilvēka darbības rezultātā piedzīvo būtiskas izmaiņas. Zemes virsas procesus, kurus nosaka ilggadīgā sasaluma degradācija, dēvē arī par paraperiglaciālajiem procesiem. Mūsdienās palielinās ilglaicīgā sasaluma pētniecības un periglaciālās ģeomorfoloģijas loma un interese par to, jo pieaug cilvēka darbība arktiskā un subarktiskā klimata apgabalos. Šo apgabalu ekosistēmas ir viegli ievainojamas, un saistībā ar dabas resursu izmantošanu ilglaicīgā sasaluma apgabalos mūsdienu globālajai sasilšanai Arktikā tiek pievērsta īpaša uzmanība, jo tās rezultātā notiek ledāju atkāpšanās un ilglaicīgā sasaluma degradācija, kas ietekmē šo periglaciālo teritoriju apsaimniekošanu. Ilglaicīgā sasaluma esamība un aktīvā slāņa izmaiņas būtiski apgrūtina ceļu, cauruļvadu, ēku un citu objektu būvniecību un uzturēšanu. Visi objekti, kas var izmainīt zem tiem esošās grunts temperatūru un izraisīt sasalumslāņa kušanu, ir pakļauti to pārvietošanās, iesēšanās, pārrāvuma deformāciju vai pat pilnīgas iznīcības riskam. Sasaluma degradācijas risku rada jebkādas zemes virsas izmaiņas, kas ietekmē grunts termisko režīmu, piemēram, mežu ugunsgrēki vai izciršana, kā arī virszemes noteces (hidroloģiskā režīma) izmaiņas. Gruntij strauji atkūstot, pat nogāzēs, kuru slīpums nepārsniedz 3 grādus, var pēkšņi aktivizēties nogāžu procesi un notikt materiāla strauja pārvietošanās.

Zinātniskie pētījumi arvien vairāk uzsver ilglaicīgā sasaluma apgabalu lomu saistībā ar senāk uzkrātā organiskā oglekļa atbrīvošanos mūsdienās, kas savukārt vēl vairāk pastiprina šo apgabalu straujo sasilšanu. Turklāt klimata pasiltināšanās un ilglaicīgā sasaluma degradācija izraisa arī metāna hidrātu destabilizāciju, kas nodrošina šīs gāzes daudzuma palielināšanos okeānos un atmosfērā. Metāna hidrāti, kas ir plaši izplatīti Arktikā un Subarktikā, ir uzskatāmi arī par milzīga apjoma potenciālu metāna gāzes resursu. Tie ir sastopami ilglaicīgi sasalušā gruntī sauszemē un jūrās, īpaši kontinentālajā šelfā. Mūsdienās, paaugstinoties atmosfēras temperatūrai Arktikā, strauji samazinās gan ledāju, gan ilglaicīga sasaluma, gan arī uzledojumu klātā platība.