En polarrute er en flyrute over de ubebodde polare regionene. Ordet «polarrute» ble opprinnelig referert til storsirkelrutene mellom Europa og vestkysten av Nord-Amerika på 1950-tallet.
Den sovjetiske piloten Valery Chkalov var den første til å fly non-stop fra Europa til den amerikanske stillehavskysten. Hans flyvning fra Moskva i Sovjetunionen til Vancouver i Washington i USA, via Nordpolen med et Tupolev ANT-25 enmotors fly (18. – 20. juni 1937) tok 63 timer å gjennomføre. Distansen var 8 811 km. I september 1945 ble en langdistanseflyvning gjennomført i publisitetshensikt: Generalene Barney M. Giles, Curtis LeMay og Emmett O'Donnell, jr. fløy tre spesielt modifiserte Boeing B-29 fra Chitose Air Base i Hokkaidō til Chicago Midway internasjonale lufthavn og fortsatte til Washington D.C. Det var den lengste nonstop-distansen på den tiden, fløyet med et U.S. Army Air Forces-fly, og første flyvning noensinne nonstop fra Japan til USA. Distansen var om lag 9 397 kilometer. To måneder senere gjennomførte en annen modifisert B-29 under oberst Clarence S. Irvines kommando:, Pacusan Dreamboat en rekordsettende langdistanseflyvning fra Guam til Washington, D.C., 12 740 km på 35 timer, med en takeoff-vekt på 70 000 kg. En måned senere, i oktober 1946, fløy den samme B-29 nonstop fra Oahu på Hawaii til Kairo i Egypt på mindre enn 40 timer, for ytterligere å bevise betydningen av kommersielle ruter over polområdene.
Et av de kommersielle selskapene, SAS, var det første med langdistanserute. Deres Douglas DC-6B-flyvninger mellom Los Angeles og København, via Søndre Strømfjord og Winnipeg startet 15. november 1954. Canadian Pacific's Douglas DC-6B startet Vancouver–Amsterdam i 1955, så Pan Am og TWA startet fra USAs vestkyst til Paris/London i 1957. SAS var først igjen og fløy fra Europa til Tokyo via Anchorage med Douglas DC-7C i februar 1957. Air France Lockheed L-1649 Starliner (siste versjon av Lockheed Constellation) og KLM DC-7C fulgte etter i 1958.
Under mesteparten av den kalde krigen var arktisregionen en buffersone mellom Sovjetunionen og Nord-Amerika. Sivile flyvninger fra Europa til Asia og det fjerne Østen kunne ikke fly over Sovjetunionen eller Kina og måtte fly via ruter gjennom Midtøsten eller forbindes til Alaska tvers over arktisregionen. Disse rutene under den kalde krigen strakk seg fra nordkysten av Alaska over Grønland til Europa. Korean Air Lines Flight 902 i en Boeing 707 ble skutt ned over Sovjetunionen av et sovjetisk jagerfly i 1978 etter at besetningen hadde gjort en grov navigasjonsfeil og ikke fløy den tildelte polarruten.
Før dagens moderne langdistansejetfly ble flyplassen i Søndre Strømfjord på Grønland og Anchorage internasjonale lufthavn (ANC) i Alaska brukt for tekniske mellomlandinger for en rekke selskaper som fløy polarruten mellom det vestlige Europa og Tokyo. I henhold til 1983-utgaven av Worldwide Official Airline Guide (OAG) opererte Air France, British Airways, Japan Airlines (JAL), KLM Royal Dutch Airlines, Lufthansa, Sabena og Scandinavian Airlines (SAS) alle sine ruter mellom Japan og det vestlige Europa en rute som innebar stop i Anchorage. De fleste av disse internasjonale flyselskapene opererte en tidligere model av Boeing 747 på ruten. Selv om Sabena og SAS i stedet brukte McDonnell Douglas DC-10 på sine respektive polarruter via Anchorage. Det største hinderet for flyvninger over Sovjetunionen var den utilstrekkelige sovjetiske flykontrollen og manglende kommunikasjon på engelsk. For å løse disse problemene ble RACGAT (Russian-American Coordinating Group for Air Traffic) dannet i 1993. Sommeren 1998 ga den russiske regjeringen tillatelse til fire polarruter, kalt Polar 1, 2, 3 og 4.
Finnair ble første selskap til å fly nonstop over polarregionen mellom Vest-Europa og Japan. Denne startet i 1983 og ble fløyet med McDonnell Douglas DC-10 bredbuksfly mellom Tokyo og Helsingfors.
Cathay Pacific Flight 889 fra John F. Kennedy internasjonale lufthavn, ført av kaptein Paul Horsting, landet som første flight den 7. juli 1998 på den nye Hongkong internasjonale lufthavn, Chek Lap Kok, vest for Hongkong, noe som ble sett på som første nonstop-flyvning over Arktis' polarregion og over russisk luftrom. Det var verdens første nonstop transpolare flyvning fra New York til Hongkong, kalt Polar One. Den tok 16 timer å fullføre og er fremdeles den lengste flight som Cathay Pacific opererer.
Amerikanske Federal Aviation Administration definerer nå operasjoner i nordpolområdet som flyvninger nord for 78° nordlig bredde, noe som omfatter nord for Alaska og det meste av Sibir.
Fly som Boeing 747-400, Boeing 747-800, 777-200ER, 777-200LR, 777-300ER og Boeing 787 Dreamliner såvel som Airbus A340, A350 og A380 med rekkevidde på 13 000 km eller mer, er nødvendig for langdistanse nonstop mellom passende lufthavner.
Arktiske polarruter er nå vanlig for selskaper som flyr mellom asiatiske byer som (Bangkok, Beijing, Dubai, Abu Dhabi, Guangzhou, Hongkong, New Delhi, Mumbai, Seoul, Shanghai, Singapore, Taipei og Tokyo) til nordamerikanske byer (New York, Boston, Chicago, Detroit, Houston, Los Angeles, Montreal, San Francisco, Seattle, Toronto, Vancouver og Washington, D.C.). Emiratene flyr nonstop fra Dubai til USAs vestkyst (San Francisco, Seattle og Los Angeles) og passerer bare noen få grader fra Nordpolen.
Få selskaper flyr mellom byer som har en storsirkelrute over Antarktis. Nonstop flyvninger mellom Sør-Afrika og New Zealand, eller mellom Perth og enkelte destinasjoner i Sør-Amerika (inklusive Buenos Aires og São Paulo) kunne fly over Antarktis, men ingen selskap har planlagt dette. Flyvninger mellom Australia og Sør-Amerika, samt mellom Australia og Sør-Afrika passer nær den antarktiske kysten. Avhengig av vinden vil Qantas flight QF 63 fra Sydney til Johannesburg-O. R. Tambo noen ganger fly over vendekretsen til 71° hvor en får se isen. Qantas flyr også nonstop mellom Sydney og Santiago de Chile, den sydligste polare rute avhengig av vind kan denne nå 55° sørlig bredde, men andre ganger 71°, noe som er nær nok til å krysse polarisen. Polarruten over det fjerne sørlige Stillehavet mellom Sør-Amerika og Oceania ble operert av Aerolineas Argentinas, som begynte å fly til Buenos Aires via Rio Gallegos til Auckland på 1980-tallet med Boeing 747-200. Aerolineas Argentinas fløy senere til Sydney, men stoppet New Zealand og Australia i 2014.
På grunn av ETOPS-begrensninger på tomotors fly – den maksimale distansen flyet kan operere fra en flyplass for nødlandinger – kan bare 4-motors fly, slike som Boeing 747 eller Airbus A340, operere nær Antarktis. Tomotors må fly lenger nord, nærmere potensielle alternativer, som for eksempel da Virgin Australia opererte en flight fra Melbourne til Johannesburg med tomotors Boeing 777 med en 180-minutters ETOPS-rating var flyet to timer lenger vekk enn Qantas flight fra Sydney til Johannesburg. Air New Zealand flyr nonstop mellom Auckland og Buenos Aires-Ezeiza. I regjeringens regulativ fra 2015 ble tomotors Boeing 777-200ER godkjent til å fly en rute med 330-minutts ETOPS-rating (dvs. en 777 kan fly maksimum 330 minutter fra nærmeste alternative flyplass), en økning fra tidligere 240-minutter ETOPS-rating. LATAM Airlines begynte en nonstop-flight mellom Santiago de Chile og Sydney via Auckland i april 2015 med tomotors Boeing 787 og med en 330-minutters ETOPS-rating. LATAM har annonsert en nonstop-flight mellom Santiago de Chile og Melbourne fra oktober 2017.