Центральные районы Европейской части России характеризуются относительно однородным климатом, отличающимся умеренно холодной зимой с частыми оттепелями и тёплым летом с возвратами холодов. Средняя температура в январе в Прибалтике от минус 3 до минус 4 °C, в Татарии около минус 15 °C (абсолютный минимум соответственно минус 35 °C и минус 50 °C). В июле температура достигает 18–20 °C. Период с положительными температурами воздуха на западе 8–8,5 месяцев, на востоке — около 7 месяцев. В его начале и конце обычны ночные заморозки. Осадки (500–700 мм в год на северо-западе, 300–400 мм на юго-востоке) выпадают преимущественно в тёплое время года.

Южные районы Европейской части России отличаются тёплым и сравнительно сухим летом. Средняя температура каждого из летних месяцев не ниже 20 °C. Период с положительными температурами воздуха составляет на западе 9-10 месяцев, на востоке — 8–9 месяцев, но жарких дней на востоке значительно больше, чем на западе. Зима умеренно холодная. Средняя температура воздуха в январе — феврале на западе минус 4 °C, на востоке от минус 5 до минус 7 °C; абсолютный минимум температуры до минус 40 °C. Осадков за год выпадает на западе до 450 мм, на востоке 250–300 мм, устойчивый снежный покров образуется не каждый год. Увлажнение на большей части территории недостаточное.

Западная Сибирь отличается континентальным климатом, который формируется под воздействием воздушных масс преимущественно арктического происхождения. Зима длительная и суровая, с низкими температурами воздуха.

С ноября по март бывают морозы ниже минус 30 °C; период без заморозков продолжается 2–3 месяца, но в некоторые годы заморозки наблюдаются и в середине лета. Средняя температура июля 15,5-18 °C. Отрицательные температуры удерживаются около 6 месяцев.

Для южной части Западной Сибири характерен более резкий континентальный климат: зимы здесь продолжительные, с сильными ветрами и буранами, и в среднем они на 10 °C холоднее, чем на тех же широтах Восточно-Европейской равнины. Осадков за холодный период выпадает менее 100 мм, высота снежного покрова невелика (20–30 см) и почва промерзает на большую глубину. Часто наблюдаются засухи и суховеи, иногда — пыльные бури. В целом на территории Западной Сибири отмечаются большие климатические контрасты, обусловленные её огромной протяжённостью с севера на юг.

В Восточной Сибири наиболее резкий в стране континентальный климат. Годовые различия температур воздуха доходят до 60–65 °C, количество осадков и облачность сравнительно небольшие. Летом подстилающая поверхность сильно прогревается. Так в Якутске, расположенном на 62° северной широты, средняя температура июля составляет 19 °C (выше, чем в Москве), а в отдельные дни повышается до +40 °C. Но зимой в Восточной Сибири стоят суровые морозы, а в межгорных впадинах по долинам рек, где отмечается длительный застой холодного воздуха, расположены полюса холода Северного полушария — близ Верхоянска и Оймякона отмечались температуры минус 68 °C. Зима продолжается не менее семи месяцев, но снежный покров обычно не превышает 20–50 см. Это способствует глубокому промерзанию почвы и сохранению мощной толщи вечной мерзлоты.

На юге Восточной Сибири, в Прибайкалье и Забайкалье отмечаются резкие сезонные и суточные колебания температуры воздуха, неравномерность осадков, чему способствует разнообразие ландшафтов (чередование горных лесов, степей и полупустынь).

Дальний Восток находится в области распространения муссонов. Зима здесь холодная, малоснежная, с преобладанием ясной погоды; осадков выпадает немного, часты штормовые ветры и метели. Лето прохладное, облачное, с высокой относительной влажностью воздуха. Средняя температура января в южном Приморье от минус 12 до минус 14 °C, на Охотском побережье от минус 20 до минус 25 °C, во внутренних районах возможны морозы от минус 40 до минус 45 °C. Средние температуры июля в южном Приморье 14–20 °C, на Охотском побережье 11–12 °C, на севере — ниже + 10 °C. Годовая сумма осадков на побережьях 500–900 мм, во внутренних районах Дальнего Востока 300–400 мм. Прибрежные районы Дальнего Востока испытывают некоторое охлаждающее влияние холодных морских течений.

Особо суровый, резко континентальный климат Сибири и северной половины Дальнего Востока служит причиной образования многолетней мерзлоты. Площадь распространения её в пределах России составляет более 10 миллионов квадратных километров.

В России около 120 тысяч рек длиной более 10 километров, а общая их протяжённость превышает 2,3 миллиона километров. Большинство рек (Северная Двина, Печора, Обь с Иртышом, Енисей, Лена, Индигирка, Колыма и др.) относятся к бассейну морей Северного Ледовитого океана, площадь водосбора которого составляет свыше 12,8 миллиона квадратных километров территории России. Большинство рек питаются главным образом дождевыми и снеговыми водами. Половодье на них бывает весной или в начале лета (кроме рек юга Дальнего Востока, где оно смещается на вторую половину лета), а сток за тёплый период составляет от 65 до 100 % годового. Продолжительность ледостава от 1–2 месяцев на реках Краснодарского края и до восьми месяцев в северных районах Сибири.

Реки на протяжении более 400 тысяч километров пригодны для судоходства или сплава леса. Их воды — основной источник водоснабжения городов и промышленных предприятий. В ряде южных районов (Северный Кавказ, Поволжье, южная часть Восточной Сибири) они используются для орошения.

В России около 2 миллионов пресных и солёных озёр. Самые крупные — Каспийское, Байкал, Ладожское, Онежское, Таймыр.

Болота и заболоченные земли (с мощностью торфа менее 30 см) в общей сложности занимают около 2 миллионов квадратных километров (больше 10 % всей территории страны). Наиболее развиты болота в лесной зоне, где сосредоточено около 80 % всех запасов торфа. Самые заболоченные районы — север Европейской части России, Западно-Сибирская равнина, а также Северо-Сибирская (Таймырская) низменность.

Почвы и растительность на равнинах, составляющих большую часть территории России, располагаются зонально; зоны последовательно сменяют одна другую с севера на юг.

Острова Северного Ледовитого океана и побережье полуострова Таймыр принадлежат к зоне арктической пустыни со скудной растительностью, состоящей главным образом из различных лишайников, мхов и немногих многолетних цветковых растений, образующих весьма разрежённый покров.

Южнее расположена тундровая зона; растительность здесь более разнообразна: помимо мхов и кустистых лишайников, встречаются заросли низкорослых кустарников, возрастает число видов травянистых растений и ягодных кустарников. Для переходной лесотундровой зоны характерно чередование участков безлесных моховых, лишайниковых и кустарниковых тундр с редколесьями из берёзы, ели, а в Сибири — лиственницы.

Около 65 % территории находится в пределах зоны лесов (к востоку от Енисея ширина её местами доходит до 2000 км). Она состоит из зоны лесотундры, зоны тайги, которая имеет (особенно в Западной Сибири) много болот, нередко заболочены и лесные массивы.

Зона смешанных лесов в России представлена главным образом на Восточно-Европейской равнине и Дальнем Востоке. Здесь густая речная сеть, реки многоводны. Большая часть лесов вырублена, лесистость территории составляет около 30 %. Зона густо заселена, около 1/3 её площади распахано. Климатические условия благоприятны для возделывания картофеля, овощей, льна, зерновых, кормовых трав, местами — сахарной свёклы.

Зона широколиственных лесов с мягким, достаточно влажным климатом, расположена на Восточно-Европейской равнине. Заболоченность здесь невелика; в травяном покрове и в составе животного мира много степных видов. На юге среди серых лесных почв встречаются пятна оподзоленных и выщелоченных чернозёмов. Зона густо населена, значительная часть её территории распахана.

Лежащая южнее лесостепная зона характеризуется чередованием участков небольших лесных массивов и разнотравных луговых степей на выщелоченных или типичных чернозёмах, а на недостаточно дренированных местах — заболоченных лугов и травяных болот. Она протягивается сплошной полосой от Карпат до Алтая. Дубравы выделяются максимальной для умеренных широт биологической продуктивностью. Степи, почти сплошь распаханные, в прошлом относились преимущественно к типу разнотравных. Чернозёмы отличаются высоким содержанием гумуса, большой мощностью, мелкозернистой структурой и принадлежат к числу самых плодородных почв мира. Лесостепь — одна из наиболее освоенных природных зон России её распаханность на западе достигает 70–80 %.