เนื่องจากสายพันธุ์นี้ไม่มีแหล่งทำรังที่แน่นอนที่แต่ละตัวสามารถใช้หาคู่หรือลูกของตนเองได้ เพนกวินจักรพรรดิจึงต้องอาศัยเสียงร้องเพียงอย่างเดียวในการระบุตัวตน^{[ 24 ]}พวกมันใช้ชุดเสียงร้องที่ซับซ้อนซึ่งมีความสำคัญต่อการจดจำตัวตนระหว่างคู่ พ่อแม่ และลูก^{[ 15 ]}ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความหลากหลายของเสียงร้องของแต่ละตัวที่กว้างที่สุดในบรรดาเพนกวินทุกสายพันธุ์^{[ 24 ]} เพนกวินจักรพรรดิที่เปล่งเสียงจะใช้ แถบความถี่สองแถบพร้อมกัน^{[ 25 ]}ลูกนกใช้เสียงหวีดที่ปรับความถี่เพื่อขออาหารและติดต่อพ่อแม่^{[ 15 ]}

นกเพนกวินจักรพรรดิผสมพันธุ์ในสภาพแวดล้อมที่หนาวที่สุดในบรรดานกทุกชนิด อุณหภูมิอากาศอาจลดลงถึง−40 °C (−40 °F)และความเร็วลมอาจสูงถึง144 กม./ชม. (89 ไมล์ต่อชั่วโมง)อุณหภูมิน้ำอยู่ที่−1.8 °C (28.8 °F)ซึ่งต่ำกว่าอุณหภูมิร่างกายเฉลี่ยของนกเพนกวินจักรพรรดิที่39 °C (102 °F) มาก สายพันธุ์นี้ได้ปรับตัวในหลายวิธีเพื่อชดเชยการสูญเสียความร้อน^{[ 26 ]}ขนที่หนาแน่นให้ฉนวนกันความร้อน 80–90% และมีชั้นไขมันใต้ผิวหนังซึ่งอาจหนาถึง3 ซม. (1.2 นิ้ว)ก่อนการผสมพันธุ์^{[ 27 ]}ในขณะที่ความหนาแน่นของขนชั้นนอกอยู่ที่ประมาณ 9 ต่อตารางเซนติเมตร (58 ต่อตารางนิ้ว) การรวมกันของขนชั้นหลังที่หนาแน่นและขนอ่อน (plumules) น่าจะมีบทบาทสำคัญในการให้ฉนวนกันความร้อน^{[ 28 ] [ 29 ]}กล้ามเนื้อช่วยให้ขนตั้งตรงบนบก ลดการสูญเสียความร้อนโดยการกักเก็บชั้นอากาศไว้ใกล้กับผิวหนัง ในทางกลับกัน ขนจะแบนราบในน้ำ จึงทำให้ผิวหนังและชั้นขนอ่อนด้านในกันน้ำได้^{[ 30 ]}การทำความสะอาดขนมีความสำคัญในการช่วยให้ฉนวนกันความร้อนและทำให้ขนมีความมันและกันน้ำได้^{[ 31 ]}          

นกเพนกวินจักรพรรดิสามารถควบคุมอุณหภูมิร่างกาย (รักษาอุณหภูมิแกนกลางของร่างกาย) โดยไม่เปลี่ยนแปลงการเผาผลาญในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง ซึ่งเรียกว่าช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสม (thermoneutral range) ซึ่งครอบคลุมตั้งแต่−10 ถึง 20 °C (14 ถึง 68 °F)ต่ำกว่าช่วงอุณหภูมินี้ อัตราการเผาผลาญจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก แม้ว่าแต่ละตัวจะสามารถรักษาอุณหภูมิแกนกลาง ของร่างกายได้ ตั้งแต่38.0 °C (100.4 °F)ลงไปถึง−47 °C (−53 °F)ก็ตาม^{[ 32 ]}การเคลื่อนไหวโดยการว่ายน้ำ การเดิน และการสั่น เป็นกลไกสามอย่างในการเพิ่มการเผาผลาญ กระบวนการที่สี่เกี่ยวข้องกับการเพิ่มการสลายไขมันโดยเอนไซม์ ซึ่งถูกกระตุ้นโดยฮอร์โมนกลูคากอน [ ^{33 ] ที่}อุณหภูมิสูงกว่า20 °C (68 °F)นกเพนกวินจักรพรรดิอาจเกิดความเครียดได้เนื่องจากอุณหภูมิร่างกายและอัตราการเผาผลาญสูงขึ้น ในกรณีเช่นนี้ เพนกวินอาจพยายามเพิ่มการระบายความร้อนผ่านการหายใจและยกปีกขึ้นเพื่อเพิ่มการสัมผัสพื้นผิวร่างกายกับอากาศ^{[ 34 ]}        

นอกจากความหนาวเย็นแล้ว นกเพนกวินจักรพรรดิยังต้องเผชิญกับสภาวะที่ก่อให้เกิดความเครียดอีกอย่างหนึ่งในการดำน้ำลึก นั่นคือแรงดันที่เพิ่มขึ้นอย่างมากถึง 40 เท่าของแรงดันที่ผิวน้ำ ซึ่งในสิ่งมีชีวิตบนบกส่วนใหญ่จะทำให้เกิด ภาวะ บาดเจ็บ จากแรงดัน (barotrauma ) กระดูกของนกเพนกวินเป็นกระดูกแข็ง ไม่ใช่กระดูกที่เต็มไปด้วยอากาศ^{[ 35 ]}ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของภาวะบาดเจ็บจากแรงดันเชิงกล (mechanical barotrauma)

ขณะดำน้ำ การใช้ออกซิเจนของนกเพนกวินจักรพรรดิจะลดลงอย่างเห็นได้ชัด เนื่องจากอัตราการเต้นของหัวใจลดลงเหลือเพียง 15-20 ครั้งต่อนาที และอวัยวะที่ไม่จำเป็นจะหยุดทำงาน ทำให้สามารถดำน้ำได้นานขึ้น^{[ 17 ]}ฮีโมโกลบินและไมโอโกลบินของมันสามารถจับและขนส่งออกซิเจนได้แม้ในระดับความเข้มข้นของเลือดต่ำ ซึ่งช่วยให้นกสามารถทำงานได้แม้ในระดับออกซิเจนต่ำมาก ซึ่งหากไม่เป็นเช่นนั้นจะทำให้หมดสติได้^{[ 36 ]}

ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2569 สหภาพระหว่างประเทศเพื่อการอนุรักษ์ธรรมชาติ (IUCN) ประกาศให้เพนกวินจักรพรรดิและแมวน้ำขนแอนตาร์กติกเป็น สัตว์ ใกล้สูญพันธุ์สาเหตุหลักของการลดลงของเพนกวินจักรพรรดิคือการแตกตัวและการสูญเสียน้ำแข็งในทะเลอันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ อย่างรวดเร็ว ที่เกิดจากการปล่อยก๊าซเรือนกระจกภาพถ่ายดาวเทียมที่ถ่ายระหว่างปี พ.ศ. 2552 ถึง พ.ศ. 2561 แสดงให้เห็นว่าประชากรเพนกวินจักรพรรดิโดยรวมลดลงประมาณ 10% ซึ่งเท่ากับจำนวนเพนกวินที่โตเต็มวัยกว่า 20,000 ตัว จากข้อมูลนี้ คาดการณ์ว่ามีโอกาส 45% ที่ประชากรจะลดลงมากกว่า 50% ภายในปี พ.ศ. 2516 ^{[ 1 ] [ 50 ]}

หลังจากพิจารณาภัยคุกคามต่างๆ อย่างรอบคอบแล้ว เราสรุปได้ว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เกิดจากฝีมือมนุษย์เป็นภัยคุกคามที่สำคัญที่สุดต่อเพนกวินจักรพรรดิ การแตกตัวของน้ำแข็งทะเลในช่วงต้นฤดูใบไม้ผลิส่งผลกระทบต่ออาณานิคมรอบๆ ทวีปแอนตาร์กติกาแล้ว และการเปลี่ยนแปลงของน้ำแข็งทะเลในอนาคตจะยังคงส่งผลกระทบต่อแหล่งที่อยู่อาศัยสำหรับการผสมพันธุ์ การหาอาหาร และการผลัดขนของพวกมันต่อไป

ก่อนหน้านี้สายพันธุ์นี้ถูกจัดอยู่ในกลุ่มใกล้สูญพันธุ์โดย IUCN โดยก่อนหน้านี้ถูกจัดอยู่ในกลุ่ม ที่ มีความ เสี่ยงต่ำที่สุด ก่อนปี 2012 ^{[ 51 ] [ 52 ]} ปัจจุบันสายพันธุ์นี้กำลังอยู่ระหว่างการพิจารณาเพื่อรวมไว้ใน พระราชบัญญัติคุ้มครองสัตว์ใกล้สูญพันธุ์ของสหรัฐอเมริกา ร่วมกับนกเพนกวินอีก 9 สายพันธุ์สาเหตุหลักที่ทำให้ความเสี่ยงต่อการใกล้สูญพันธุ์ของสายพันธุ์เพิ่มขึ้นคือปริมาณอาหารที่ลดลง อันเนื่องมาจากผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและการประมงเชิงอุตสาหกรรมต่อประชากรกุ้งและปลา สาเหตุอื่นๆ ที่ทำให้สายพันธุ์นี้ถูกจัดอยู่ในรายชื่อของพระราชบัญญัติคุ้มครองสัตว์ใกล้สูญพันธุ์ ได้แก่ โรคภัยไข้เจ็บ การทำลายถิ่นที่อยู่และการรบกวนอาณานิคมการผสมพันธุ์โดยมนุษย์ สิ่งที่น่าเป็นห่วงเป็นพิเศษคือผลกระทบจากการท่องเที่ยว^{[ 53 ]}การศึกษาหนึ่งสรุปว่าลูกนกเพนกวินจักรพรรดิในสถานรับเลี้ยงจะหวาดระแวงมากขึ้นเมื่อเฮลิคอปเตอร์บินเข้ามาใกล้ที่ระดับ1,000 เมตร (3,300 ฟุต ) ^{[ 54 ]}  

พบว่าประชากรนกในภูมิภาค Terre Adélieลดลงถึง 50% เนื่องจากอัตราการตายที่เพิ่มขึ้นในหมู่นกโตเต็มวัย โดยเฉพาะนกตัวผู้ ในช่วงที่มีอากาศอบอุ่นผิดปกติยาวนานในช่วงปลายทศวรรษ 1970 ซึ่งส่งผลให้ปริมาณน้ำแข็งในทะเลลดลง ในทางกลับกัน อัตราความสำเร็จในการฟักไข่ลดลงเมื่อปริมาณน้ำแข็งในทะเลเพิ่มขึ้น อัตราการตายของลูกนกก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ดังนั้นนกชนิดนี้จึงถือว่ามีความอ่อนไหวต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศสูง^{[ 55 ]}ในปี 2009 มีรายงานว่าอาณานิคมนกที่เกาะ Dion ซึ่งได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางมาตั้งแต่ปี 1948 ได้หายไปอย่างสิ้นเชิงในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา โดยไม่ทราบชะตากรรมของนก นี่เป็นการสูญเสียอาณานิคมทั้งหมดครั้งแรกที่ได้รับการยืนยัน^{[ 56 ]}ตั้งแต่เดือนกันยายน พ.ศ. 2558 ปรากฏการณ์เอลนีโญ ที่รุนแรง ลมแรง และปริมาณน้ำแข็งในทะเลที่ต่ำเป็นประวัติการณ์ ส่งผลให้ "การผสมพันธุ์ล้มเหลวเกือบทั้งหมด" โดยมีลูกนกเพนกวินจักรพรรดิหลายพันตัวตายติดต่อกันสามปีใน อาณานิคม ฮัลลีย์เบย์ซึ่งเป็นอาณานิคมเพนกวินจักรพรรดิที่ใหญ่เป็นอันดับสองของโลก ในขณะเดียวกันก็มีการอพยพของเพนกวินที่กำลังผสมพันธุ์ไปยังอาณานิคมดอว์สัน-แลมบ์ตัน ซึ่งอยู่ทางใต้ 55 กม. (34 ไมล์)โดยพบว่าประชากรเพิ่มขึ้นสิบเท่าระหว่างปี พ.ศ. 2559 ถึง พ.ศ. 2561 อย่างไรก็ตาม การเพิ่มขึ้นนี้น้อยกว่าจำนวนเพนกวินที่โตเต็มวัยที่กำลังผสมพันธุ์ทั้งหมดที่สูญเสียไปจากอาณานิคมฮัลลีย์เบย์มาก^{[ 57 ]}  

ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2552 การศึกษาจากสถาบันสมุทรศาสตร์วูดส์โฮลสรุปว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลกอาจผลักดันให้นกเพนกวินจักรพรรดิใกล้สูญพันธุ์ภายในปี พ.ศ. 2543 การศึกษานี้สร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อทำนายว่าการสูญเสียน้ำแข็งในทะเลจากภาวะโลกร้อนจะส่งผลกระทบต่ออาณานิคมขนาดใหญ่ของนกเพนกวินจักรพรรดิที่เกาะแตร์อาเดลีแอนตาร์กติกาอย่างไร การศึกษานี้คาดการณ์ว่าประชากรในอาณานิคมจะลดลง 87% จากคู่ผสมพันธุ์ 3,000 คู่ในปี พ.ศ. 2552 เหลือเพียง 400 คู่ผสมพันธุ์ในปี พ.ศ. 2543 ^{[ 58 ]}

การศึกษาวิจัยอีกชิ้นหนึ่งโดยสถาบันสมุทรศาสตร์วูดส์โฮลในปี 2014 สรุปอีกครั้งว่านกเพนกวินจักรพรรดิมีความเสี่ยงจากภาวะโลกร้อน ซึ่งทำให้น้ำแข็งในทะเลละลาย การศึกษานี้คาดการณ์ว่าภายในปี 2100 จำนวนประชากรนกเพนกวินจักรพรรดิจะลดลงทั้งหมด ส่วนใหญ่เกิดจากการสูญเสียที่อยู่อาศัย การสูญเสียน้ำแข็งทำให้ปริมาณเคยซึ่งเป็นอาหารหลักของนกเพนกวินจักรพรรดิลด ลง ^{[ 59 ]}การศึกษาวิจัยในปี 2023 พบว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอาจทำให้นกเพนกวินจักรพรรดิมากกว่า 90% เผชิญกับ ภาวะ ใกล้สูญพันธุ์จากการผสมพันธุ์ล้มเหลว เนื่องจากอุณหภูมิที่สูงขึ้นนำไปสู่การสูญเสียน้ำแข็งในทะเล^{[ 60 ]}

ผู้ล่าของนกเพนกวินจักรพรรดิ ได้แก่ นกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในน้ำ นก เพเทรลยักษ์ใต้ ( Macronectes giganteus ) เป็นผู้ล่าลูกนกบนบกที่สำคัญที่สุด โดยเป็นสาเหตุของการตายของลูกนกมากกว่าหนึ่งในสามในบางอาณานิคม นอกจากนี้พวกมันยังกินซากนกเพนกวินที่ตายแล้วด้วยนกสกัวขั้วโลกใต้ ( Stercorarius maccormicki ) ส่วนใหญ่จะกินซากลูกนกที่ตายแล้ว เนื่องจากลูกนกที่ยังมีชีวิตอยู่มักจะมีขนาดใหญ่เกินกว่าที่จะถูกโจมตีได้เมื่อถึงเวลาที่มันเดินทางมาถึงอาณานิคมในแต่ละปี^{[ 72 ]}ในบางครั้ง พ่อแม่นกอาจพยายามปกป้องลูกนกจากการโจมตี แม้ว่ามันอาจจะนิ่งเฉยมากขึ้นหากลูกนกอ่อนแอหรือป่วย^{[ 73 ]}

สัตว์นักล่าเพียงชนิดเดียวที่ทราบกันว่าโจมตีนกเพนกวินจักรพรรดิที่แข็งแรง และโจมตีนกเพนกวินจักรพรรดิในมหาสมุทร คือแมวน้ำเสือดาว ( Hydrurga leptonyx ) ซึ่งจะจับนกเพนกวินที่โตเต็มวัยและลูกนกหลังจากลงน้ำได้ไม่นาน^{[ 74 ]}วาฬเพชฌฆาต ( Orcinus orca ) ส่วนใหญ่จะจับนกเพนกวินที่โตเต็มวัยในทะเล แม้ว่าพวกมันจะโจมตีนกเพนกวินทุกวัยในหรือใกล้น้ำก็ตาม^{[ 73 ]}

แม้ว่านกเพนกวินจักรพรรดิจะสามารถผสมพันธุ์ได้เมื่ออายุประมาณสามปี แต่โดยทั่วไปแล้วพวกมันจะไม่เริ่มผสมพันธุ์จนกว่าจะผ่านไปอีกหนึ่งถึงสามปี^{[ 20 ]}วงจรการสืบพันธุ์ประจำปีจะเริ่มต้นในช่วงต้นฤดูหนาวของแอนตาร์กติกา ในเดือนมีนาคมและเมษายน เมื่อนกเพนกวินจักรพรรดิที่โตเต็มวัยทั้งหมดเดินทางไปยังพื้นที่ทำรังแบบรวมกลุ่ม โดยมักจะเดิน เข้าไปในแผ่นดินเป็นระยะทาง 50 ถึง 120 กิโลเมตร (31 ถึง 75 ไมล์)จากขอบของแผ่นน้ำแข็ง^{[ 75 ]}การเริ่มต้นการเดินทางดูเหมือนจะถูกกระตุ้นโดยความยาวของวันที่ลดลง นกเพนกวินจักรพรรดิที่ถูกเลี้ยงไว้ในกรงได้รับการกระตุ้นให้ผสมพันธุ์ได้สำเร็จโดยใช้ระบบแสงประดิษฐ์ที่เลียนแบบความยาวของวันตามฤดูกาลของแอนตาร์กติกา^{[ 76 ]}การสำรวจแอนตาร์กติกาของอังกฤษใช้ภาพถ่ายดาวเทียมเพื่อค้นหาแหล่งผสมพันธุ์ใหม่ของนกเพนกวินจักรพรรดิในแอนตาร์กติกา การค้นพบนี้ทำให้จำนวนประชากรนกเพนกวินจักรพรรดิที่คาดการณ์ไว้เพิ่มขึ้น 5 ถึง 10 เปอร์เซ็นต์ เป็นประมาณ 278,000 คู่ผสมพันธุ์ เนื่องจากสถานที่ตั้งที่ห่างไกลและสภาพอากาศที่รุนแรง การค้นหาประชากรเพนกวินจึงทำได้โดยการสแกนภาพถ่ายทางอากาศและค้นหาแผ่นน้ำแข็งขนาดใหญ่ที่เปื้อนด้วยมูล ของพวกมัน การค้นพบใหม่นี้ทำให้จำนวนแหล่งเพาะพันธุ์ที่รู้จักเพิ่มขึ้นจาก 50 แห่งเป็น 61 แห่ง^{[ 77 ]}  

นกเพนกวินเริ่มเกี้ยวพาราสีกันในเดือนมีนาคมหรือเมษายน เมื่ออุณหภูมิอาจต่ำถึง−40 °C (−40 °F)ตัวผู้ตัวเดียวจะแสดงอาการดีใจอย่างมาก โดยมันจะยืนนิ่งและวางหัวไว้ที่หน้าอกก่อนที่จะหายใจเข้าและส่งเสียงร้องเกี้ยวพาราสีเป็นเวลา 1–2 วินาที จากนั้นมันจะเคลื่อนที่ไปรอบๆ อาณานิคมและส่งเสียงร้องซ้ำอีกครั้ง ตัวผู้และตัวเมียจะยืนหันหน้าเข้าหากัน โดยตัวหนึ่งยืดหัวและคอขึ้น และอีกตัวหนึ่งจะทำเช่นเดียวกัน ทั้งคู่จะอยู่ในท่านี้เป็นเวลาหลายนาที เมื่อจับคู่กันแล้ว คู่รักจะเดินเตาะแตะไปรอบๆ อาณานิคมด้วยกัน โดยปกติตัวเมียจะเดินตามตัวผู้ ก่อนการผสมพันธุ์นกตัวหนึ่งจะโค้งคำนับคู่ของมันอย่างลึกซึ้ง โดยจะงอยปากชี้ลงใกล้พื้น และคู่ของมันก็จะทำตามเช่นกัน^{[ 78 ]}  

ตรงกันข้ามกับความเชื่อที่แพร่หลาย เพนกวินจักรพรรดิไม่ได้จับคู่กันตลอดชีวิต พวกมันมีคู่ครองเพียงคู่เดียวในแต่ละปี และซื่อสัตย์ต่อคู่ครองนั้น อย่างไรก็ตาม ความซื่อสัตย์ระหว่างปีมีเพียงประมาณ 15% เท่านั้น^{[ 78 ]}ช่วงเวลาอันจำกัดสำหรับโอกาสในการผสมพันธุ์ดูเหมือนจะมีอิทธิพล เนื่องจากมีลำดับความสำคัญในการผสมพันธุ์และสืบพันธุ์ ซึ่งมักจะทำให้ไม่รอให้คู่ครองของปีที่แล้วมาถึงอาณานิคม^{[ 79 ]}

นกเพนกวินตัวเมียจะวางไข่หนึ่งฟองขนาด 460–470 กรัม (16–17 ออนซ์)ในเดือนพฤษภาคมหรือต้นเดือนมิถุนายน^{[ 78 ]}ไข่มีรูปร่างคล้ายลูกแพร์ สีขาวอมเขียวอ่อน และมีขนาดประมาณ12 ซม. × 8 ซม . (4.7 นิ้ว × 3.1 นิ้ว) ^{[ 75 ]}ไข่นี้คิดเป็นเพียง 2.3% ของน้ำหนักตัวแม่ ทำให้เป็นไข่ที่มีขนาดเล็กที่สุดเมื่อเทียบกับน้ำหนักตัวแม่ในนกทุกชนิด^{[ 80 ]}เปลือกไข่ของนกเพนกวินจักรพรรดิมีน้ำหนัก 15.7% ของน้ำหนักทั้งหมด เช่นเดียวกับนกเพนกวินชนิดอื่นๆ เปลือกไข่ค่อนข้างหนา ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงต่อการแตกหัก^{[ 81 ]}        

หลังจากวางไข่แล้ว อาหารสำรองของแม่จะหมดลง เธอจึงค่อยๆ ย้ายไข่ไปให้ตัวผู้ จากนั้นก็กลับลงทะเลไปหาอาหารเป็นเวลาสองเดือน^{[ 75 ]}การย้ายไข่อาจทำได้ยากและลำบาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับพ่อแม่มือใหม่ และหลายคู่มักทำไข่ตกหรือแตกในระหว่างนั้น เมื่อเกิดเหตุการณ์เช่นนี้ ลูกนกข้างในก็จะตายอย่างรวดเร็ว เพราะไข่ไม่สามารถทนต่ออุณหภูมิที่ต่ำกว่าจุดเยือกแข็งบนพื้นน้ำแข็งได้นานเกินหนึ่งถึงสองนาที เมื่อคู่หนึ่งสูญเสียไข่ในลักษณะนี้ ความสัมพันธ์ของพวกเขาก็จะสิ้นสุดลง และทั้งคู่ก็จะเดินกลับลงทะเล กลับมายังอาณานิคมอีกครั้งในปีถัดไปเพื่อพยายามผสมพันธุ์กันใหม่ หลังจากย้ายไข่ไปให้เพนกวินตัวผู้สำเร็จแล้ว ตัวเมียก็จะออกเดินทางไปทะเล และตัวผู้จะใช้เวลาในช่วงฤดูหนาวที่มืดมิดและมีพายุในการกกไข่ไว้กับแผ่นผิวหนังที่ไม่มีขน ซึ่งเป็นแผ่นผิวหนังที่ไม่มีขน ที่นั่นเขาจะวางไข่ไว้บนหลังเท้าของเขา ห่อหุ้มไข่ด้วยผิวหนังและขนที่หลวมๆ เป็นเวลาประมาณ 65-75 วันจนกว่าจะฟักออกมา^{[ 78 ]}เพนกวินจักรพรรดิเป็นเพนกวินสายพันธุ์เดียวที่ตัวผู้กกไข่เพียงลำพัง ในเพนกวินสายพันธุ์อื่นๆ พ่อแม่ทั้งสองจะผลัดกันกก ไข่ ^{[ 82 ]}เมื่อไข่ฟัก ตัวผู้จะอดอาหารมาประมาณ 120 วันนับตั้งแต่มาถึงอาณานิคม^{[ 78 ]}เพื่อให้รอดพ้นจากความหนาวเย็นและลมแรงจัดที่มีความเร็วสูงสุดถึง200 กม./ชม. (120 ไมล์/ชม.)ตัวผู้จะรวมตัวกันเป็นกลุ่ม โดยผลัดกันอยู่ตรงกลางกลุ่ม นอกจากนี้ยังพบว่าพวกมันหันหลังให้ลมเพื่อรักษาความอบอุ่นของร่างกาย ในช่วงเวลาสี่เดือนของการเดินทาง การเกี้ยวพาราสี และการกกไข่ ตัวผู้จะสูญเสียน้ำหนักมากถึง20 กก. (44 ปอนด์)ลดลงจากน้ำหนักรวม38 กก. เหลือ 18กก. (84 ปอนด์ เหลือ 40 ปอนด์) ^{[ 83 ] [ 84 ]}      

การฟักไข่อาจใช้เวลานานถึงสองหรือสามวัน เนื่องจากเปลือกไข่มีความหนา ลูกนกที่เพิ่งฟักออกมาเป็นลูกนกที่ยังช่วยเหลือตัวเองไม่ได้มีเพียงขนอ่อนบางๆ ปกคลุมอยู่ และต้องพึ่งพาพ่อแม่ในการหาอาหารและความอบอุ่น^{[ 85 ]}โดยปกติลูกนกจะฟักออกมาก่อนที่แม่นกจะกลับมา และพ่อนกจะป้อนอาหารลูกนกด้วย สารคล้าย นมเปรี้ยวที่ประกอบด้วยโปรตีน 59% และไขมัน 28% ซึ่งถูกหลั่งออกมาจากต่อมในหลอดอาหาร ของพ่อ นก^{[ 86 ]}ความสามารถในการผลิต " น้ำนมกระเพาะ " ในนกนี้พบได้เฉพาะในนกพิราบ นกฟลามิงโก และนกเพนกวินจักรพรรดิเพศผู้เท่านั้น หลังจากลูกนกฟักออกมาแล้ว พ่อนกจะสามารถหลั่งน้ำนมกระเพาะนี้ได้เพียง 3 ถึง 7 วันเท่านั้น ซึ่งจะช่วยประคับประคองลูกนกไว้ชั่วคราว จนกว่าแม่นกจะกลับมายังอาณานิคมพร้อมอาหารจากการจับปลาในทะเลเพื่อป้อนอาหารลูกนกอย่างเหมาะสม หากแม่นกเพนกวินมาถึงช้า ลูกนกก็จะตาย งานวิจัยระบุว่านกเพนกวินจักรพรรดิเพศเมีย 10–20% ไม่กลับไปยังอาณานิคมหลังจากออกหาอาหารในทะเล ส่วนใหญ่ตกเป็นเหยื่อของสภาพอากาศหนาวจัดในฤดูหนาวหรือผู้ล่า^{[ 87 ]}ลูกนกจะถูกกกไข่ในช่วงที่เรียกว่า "ระยะเฝ้าระวัง" โดยใช้เวลาทรงตัวอยู่บนเท้าของพ่อแม่และได้รับความอบอุ่นจากแผ่นกกไข่^{[ 85 ]}

นกเพนกวินตัวเมียจะกลับมาได้ทุกเมื่อตั้งแต่ฟักไข่จนถึงสิบวันหลังจากนั้น ตั้งแต่กลางเดือนกรกฎาคมถึงต้นเดือนสิงหาคม^{[ 75 ]}เธอจะหาคู่ของเธอท่ามกลางพ่อนกเพนกวินหลายร้อยตัวด้วยเสียงร้องของเขา และรับช่วงดูแลลูกนก โดยป้อนอาหารให้ลูกนกด้วยการสำรอกปลา หมึก และเคยที่ย่อยแล้วบางส่วนซึ่งเธอเก็บสะสมไว้ในกระเพาะของเธอ ตัวผู้มักลังเลที่จะมอบลูกนกที่มันดูแลมาตลอดฤดูหนาวให้กับแม่ แต่ในไม่ช้าเขาก็จะออกไปหาอาหารในทะเลเป็นเวลา 3 ถึง 4 สัปดาห์ก่อนที่จะกลับมา^{[ 75 ]} จากนั้น พ่อแม่นกจะผลัดกันกกไข่ ตัวหนึ่งกกไข่ในขณะที่อีกตัวหนึ่งออกหาอาหารในทะเล^{[ 78 ]}หากพ่อแม่นกตัวใดตัวหนึ่งกลับมาที่อาณานิคมช้าหรือไม่กลับมา พ่อแม่นกที่อยู่ตัวเดียวจะกลับไปทะเลเพื่อหาอาหาร ปล่อยให้ลูกนกตาย^{[ 88 ]}ไข่ที่ถูกทิ้งจะไม่ฟัก และลูกนกกำพร้าจะไม่รอดชีวิต

จักรพรรดินีตัวเมียที่ไม่สามารถหาคู่ผสมพันธุ์ได้หรือสูญเสียลูกของตัวเองไป อาจพยายามรับเลี้ยงลูกนกที่หลงทางหรือขโมยลูกนกของตัวเมียตัวอื่น แม่นกและตัวเมียที่อยู่ใกล้เคียงจะต่อสู้เพื่อปกป้องลูกนกหรือเพื่อแย่งชิงลูกนกคืนหากถูกขโมยไป การต่อสู้ที่เกี่ยวข้องกับนกหลายตัวมักส่งผลให้ลูกนกถูกกดทับหรือถูกเหยียบจนตาย ลูกนกที่ถูกรับเลี้ยงหรือถูกขโมยจะถูกทิ้งอีกครั้งอย่างรวดเร็ว เนื่องจากเป็นไปไม่ได้ที่ตัวเมียจะเลี้ยงดูและดูแลลูกนกเพียงลำพัง ลูกนกกำพร้าจะเร่ร่อนไปทั่วอาณานิคมเพื่อพยายามหาอาหารและที่พึ่งพิงจากนกตัวเต็มวัยตัวอื่น พวกมันอาจพยายามหลบภัยในรังของนกตัวเต็มวัยที่มีลูกนกอยู่แล้ว ลูกนกที่หลงทางเหล่านี้จะถูกนกตัวเต็มวัยและลูกนกของพวกมันขับไล่ออกไปอย่างหยาบคาย ลูกนกกำพร้าทั้งหมดจะอ่อนแอลงอย่างรวดเร็วและตายเพราะอดอาหารหรือหนาวตาย^{[ 89 ] [ 90 ]}

ประมาณ 45–50 วันหลังจากฟักไข่ ลูกนกจะรวมตัวกันเป็นกลุ่มเพื่อความอบอุ่นและการป้องกัน ในช่วงเวลานี้ พ่อแม่นกทั้งสองจะออกหาอาหารในทะเลและกลับมาป้อนอาหารลูกนกเป็นระยะ^{[ 85 ]}กลุ่มลูกนกอาจมีลูกนกตั้งแต่ประมาณสิบกว่าตัวไปจนถึงหลายพันตัวที่อัดแน่นอยู่ด้วยกัน และเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการอยู่รอดในอุณหภูมิต่ำของแอนตาร์กติกา^{[ 91 ]}

ตั้งแต่ต้นเดือนพฤศจิกายน ลูกนกจะเริ่มผลัดขนเป็นขนของนกวัยรุ่น ซึ่งใช้เวลาถึงสองเดือนและมักจะยังไม่เสร็จสมบูรณ์เมื่อพวกมันออกจากฝูง นกตัวเต็มวัยจะหยุดให้อาหารพวกมันในช่วงเวลานี้ นกทุกตัวจะเดินทางไกลไปยังทะเลในเดือนธันวาคมและมกราคม ซึ่งระยะทางจะสั้นกว่ามาก นกจะใช้เวลาที่เหลือของฤดูร้อนในการหาอาหารที่นั่น^{[ 74 ] [ 92 ]}

อาหารของนกเพนกวินจักรพรรดิส่วนใหญ่ประกอบด้วยปลากุ้งและเซฟาโลพอด [ ^{93 ] แม้ว่า}องค์ประกอบของอาหารจะแตกต่างกันไปในแต่ละประชากร โดยปกติแล้วปลาเป็นแหล่งอาหารที่สำคัญที่สุด และปลาเงินแอนตาร์กติก ( Pleuragramma antarcticum ) เป็นอาหารหลักของนกชนิดนี้ เหยื่ออื่นๆ ที่บันทึกไว้โดยทั่วไป ได้แก่ ปลาชนิดอื่นๆ ในวงศ์Nototheniidaeปลาหมึกน้ำแข็ง ( Psychroteuthis glacialis ) และปลาหมึกตะขอKondakovia longimanaรวมถึงเคยแอนตาร์กติก ( Euphausia superba ) ^{[ 64 ]}นกเพนกวินจักรพรรดิจะออกหาเหยื่อในน่านน้ำเปิดของมหาสมุทรใต้ไม่ว่าจะเป็นในบริเวณที่ไม่มีน้ำแข็งปกคลุมหรือรอยแตกของน้ำแข็งที่เกิดจากการขึ้นลงของน้ำทะเล^{[ 15 ]}หนึ่งในกลยุทธ์การหาอาหารของมันคือการดำน้ำลงไปที่ระดับความลึกประมาณ50 เมตร (160 ฟุต)ซึ่งมันสามารถมองเห็น ปลา ซิมแพจิก ได้อย่างง่ายดาย เช่น ปลาโนโทเธนหัวล้าน ( Pagothenia borchgrevinki ) ที่ว่ายอยู่ใกล้ผิวน้ำแข็งทะเล มันจะว่ายขึ้นไปที่ก้นน้ำแข็งและจับปลา จากนั้นมันจะดำน้ำลงไปอีกครั้งและทำซ้ำลำดับนี้ประมาณหกครั้งก่อนที่จะขึ้นมาหายใจ^{[ 94 ]}  

นับตั้งแต่ทศวรรษ 1930 เป็นต้นมา มีความพยายามหลายครั้งในการเลี้ยงเพนกวินจักรพรรดิไว้ในกรงมัลคอล์ม เดวิสแห่งสวนสัตว์แห่งชาติได้พยายามเลี้ยงเพนกวินในช่วงแรก โดยจับเพนกวินหลายตัวมาจากทวีปแอนตาร์กติกา^{[ 95 ]}เขาประสบความสำเร็จในการย้ายเพนกวินไปยังสวนสัตว์แห่งชาติเมื่อวันที่ 5 มีนาคม พ.ศ. 2483 ^{[ 96 ]}ซึ่งพวกมันมีชีวิตอยู่ได้นานถึง 6 ปี^{[ 95 ]}

จนกระทั่งถึงทศวรรษ 1960 การจัดแสดงเพนกวินในสวนสัตว์ส่วนใหญ่ไม่ประสบความสำเร็จ เนื่องจากความรู้เกี่ยวกับการเลี้ยงเพนกวินโดยทั่วไปมีจำกัดและได้มาจากการลองผิดลองถูกสวนสัตว์ Aalborg เป็นแห่งแรกที่ประสบความสำเร็จในระดับหนึ่ง โดยมีการสร้างเรือนแช่เย็นขึ้นเป็นพิเศษสำหรับเพนกวินสายพันธุ์แอนตาร์กติกนี้ เพนกวินตัวหนึ่งมีชีวิตอยู่ที่สวนสัตว์เป็นเวลา 20 ปี และลูกเพนกวินตัวหนึ่งฟักออกมาที่นั่น แต่ก็ตายไปในเวลาไม่นานหลังจากนั้น^{[ 97 ]}

ปัจจุบัน เพนกวินจักรพรรดิถือเป็นสัตว์สายพันธุ์สำคัญและมีให้เลี้ยงเฉพาะในสวนสัตว์และพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำสาธารณะจำนวนน้อยในอเมริกาเหนือและเอเชียเท่านั้น เพนกวินจักรพรรดิได้รับการเพาะพันธุ์สำเร็จเป็นครั้งแรกที่ซีเวิลด์ ซานดิเอโก นกมากกว่า 20 ตัวฟักออกมาที่นั่นตั้งแต่ปี 1980 ^{[ 98 ] [ 99 ]} มีการนับ จำนวนนกเพนกวินจักรพรรดิที่ถูกเลี้ยงไว้ในสวนสัตว์และพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำในอเมริกาเหนือได้ 55 ตัวในปี 1999 ^{[ 100 ]} ในประเทศจีน นกเพนกวินจักรพรรดิถูกเพาะพันธุ์ครั้งแรกที่ Nanjing Underwater Worldในปี 2009 ^{[ 101 ]}ตามมาด้วย Laohutan Ocean Park ในเมืองต้าเหลียนในปี 2010 ^{[ 102 ]}ตั้งแต่นั้นมาก็มีการเลี้ยงและเพาะพันธุ์นกเพนกวินจักรพรรดิในสถานที่อื่นๆ อีกหลายแห่งในประเทศจีน และนกเพนกวินจักรพรรดิแฝดคู่เดียวที่ได้รับการยืนยัน (โดยปกติแล้วสายพันธุ์นี้จะวางไข่เพียงฟองเดียว) ฟักออกมาที่ Sun Asia Ocean World ในเมืองต้าเหลียนในปี 2017 ^{[ 103 ]}ในประเทศญี่ปุ่น สายพันธุ์นี้ถูกเลี้ยงไว้ที่Port of Nagoya Public Aquariumและ Wakayama Adventure Worldโดยมีการฟักไข่สำเร็จที่ Adventure World ^{[ 104 ]}

ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2554 ลูกนกเพนกวินจักรพรรดิ์ตัวหนึ่งถูกพบที่ชายหาดเปกาเปกาทางเหนือของเวลลิงตันในนิวซีแลนด์ มันกิน ทรายไป 3 กิโลกรัม (6.6 ปอนด์)ซึ่งมันเข้าใจผิดว่าเป็นหิมะ รวมถึงกิ่งไม้และก้อนหิน และต้องได้รับการผ่าตัดหลายครั้งเพื่อเอาสิ่งเหล่านี้ออกเพื่อช่วยชีวิต หลังจากฟื้นตัว ในวันที่ 4 กันยายน ลูกนกตัวนี้ได้รับการตั้งชื่อว่า " แฮปปี้ฟีท " (ตามชื่อภาพยนตร์ปี พ.ศ. 2549 ) และติดอุปกรณ์ติดตามตัว ก่อนจะปล่อยลงสู่มหาสมุทรใต้ ห่างจาก เกาะแคมป์เบลล์ไปทางเหนือ80 กิโลเมตร (50 ไมล์) ^{[ 105 ] [ 106 ]}อย่างไรก็ตาม 8 วันต่อมา นักวิทยาศาสตร์ก็ขาดการติดต่อกับนกตัวนี้ ซึ่งบ่งชี้ว่าเครื่องส่งสัญญาณอาจหลุดออก (ถือว่ามีความเป็นไปได้สูง) หรืออาจถูกสัตว์นักล่ากิน (ถือว่ามีความเป็นไปได้น้อยกว่า) ^{[ 107 ]}    

วงจรชีวิตที่เป็นเอกลักษณ์ของสายพันธุ์ในสภาพแวดล้อมที่โหดร้ายเช่นนี้ได้รับการอธิบายไว้ในสื่อสิ่งพิมพ์และสื่อภาพ^{[ 108 ] [ 109 ]}สารคดีฝรั่งเศสเรื่องLa Marche de l'empereurซึ่งเผยแพร่ในโรงภาพยนตร์อย่างกว้างขวางในปี 2548 และยังเผยแพร่ในชื่อภาษาอังกฤษว่าMarch of the Penguinsเล่าเรื่องราวเกี่ยวกับวงจรการสืบพันธุ์ของนกเพนกวิน^{[ 110 ] [ 111 ]}ภาพยนตร์แอนิเมชั่นเรื่อง Happy Feet (ปี 2549 ตามด้วยภาคต่อHappy Feet Twoปี 2554) มีนกเพนกวินจักรพรรดิเป็นตัวละครหลัก โดยเฉพาะตัวหนึ่งที่ชอบเต้นรำ แม้จะเป็นภาพยนตร์ตลก แต่ก็แสดงให้เห็นถึงวงจรชีวิตของพวกมันและส่งเสริมข้อความด้านสิ่งแวดล้อมที่จริงจังเกี่ยวกับภัยคุกคามจากภาวะโลกร้อนและการลดลงของแหล่งอาหารจากการจับปลามากเกินไป^{[ 112 ]}ภาพยนตร์แอนิเมชั่น เรื่อง Surf's Up (ปี 2550) มีนกเพนกวินจักรพรรดิที่เล่นกระดานโต้คลื่นชื่อ Zeke "Big-Z" Topanga ^{[ 113 ]}มากกว่า 30 ประเทศได้นำภาพนกชนิดนี้มาพิมพ์ลงบนแสตมป์ของตน โดยออสเตรเลีย สหราชอาณาจักร ชิลี และฝรั่งเศส ต่างก็ออกแสตมป์ที่มีภาพนกชนิดนี้หลายดวง^{[ 114 ]}นอกจากนี้ยังนำภาพนกชนิดนี้มาพิมพ์ลงบนแสตมป์ 10 ฟรังก์ ในปี 1962 ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของชุดแสตมป์เกี่ยวกับการสำรวจแอนตาร์กติกา^{[ 115 ]}