由于接近高寒地带，西西伯利亚平原的气候极为寒冷，动植物稀少。西西伯利亚平原冬夏温差变化极大，夏季气温酷热而短暂，南部一般为20℃，最高可达35℃～40℃。北部一般为10℃左右。1月份平均气温为～20℃～25℃，最冷可达～50℃～52℃以下。西西伯利亚平原冬季干燥，夏季雨量也不多。北部年平均不超过400毫米，南部为400～500毫米。所以西西伯利亚平原是一个极端寒冷的平原<ref>[http://www.igsnrr.ac.cn/kxcb/dlyzykpyd/dlzs/qqdldbm/200703/t20070315_2155076.html 极端寒冷的西西伯利亚平原]， 中国科学院地理科学与资源研究所 2007，2007-03-15 </ref>。在这里，一碗碗 、一桶桶牛奶被冻成了冰块；放在露天的钢铁失去了韧性，一折就断；卡车的司机要特别小心，否则，稍受震动，橡胶轮胎就会崩裂。

西西伯利亚平原上主要的河流有[[鄂毕河]]～[[额尔齐斯河]]和[[叶尼塞河]]。其中额尔齐斯河发源于中国[[新疆]]，它是中国唯一一条流入 [[北冰洋]]的 外流河<ref>[http://www.360doc.com/content/14/1203/12/10429244_430061841.shtml 额尔齐斯河------鄂毕河流域水系地图]，360个人图书馆 ， 2014-12-03 </ref>，也是中亚地区唯一的外流河。由于西西伯利亚平原的地形非常平坦，这里的河流流速也就非常的缓慢。每年春季，由南向北流的鄂毕河总是上游先解冻，形成 凌汛。鄂毕河水系纵贯全境，注入北冰洋，全长3650公里，是平原上最长的河流。该河流河网密布（约有2000多条大小河流），湖泊众多， 沼泽连片。而北方的下游此时还是冰封状态，结果是上游来水无法顺利通过，遭成冰水泛滥。年复一年的这种情况，使这里形成了大片的沼泽和湿地。西西伯利亚平原最突出的资源是[[石油]]，如世界著名的秋明油田。平原还有着广大的草原和发达的畜牧业。由于气候寒冷，这里的植被大部分都是[[针叶林]]。

西西伯利亚地区有大片待开发的肥沃的 [[黑钙土]]、[[褐钙土]]土地；著名的[[西伯利亚]]森林覆盖了西伯利亚地 区的辽阔地域，其木材蓄积量占原[[苏联]]的75%以上；星罗棋布的大小湖泊以及数以千计的大小河流使西伯利亚地区拥有大量的水力资源。世界上最深和蓄水量最大的淡水湖～ [[贝加尔湖]]<ref>[http://news.youth.cn/kj/201405/t20140511_5175173.htm 探秘贝加尔湖 淡水湖育海洋生物]，中国青年网 ， 2014-05-11 10:52:00</ref>的淡水储备量达到了2.36万立方公里，占全世界淡水储量的约20%，占原苏联淡水储量的80%以上。西伯利亚是原苏联最大的淡水鱼产区，淡水鱼产量占原苏联总产量的25%以上。

西伯利亚东北部的 奥伊米亚康村，是“北半球的寒极”<ref>[http://tianqi.eastday.com/news/1891.html 带你逛逛北半球的寒极：奥伊米亚康]，东方天气网 ， 2016-05-16 18:35:49</ref>，从每年12月到次年2月，这里的月平均气温在～45℃以下，最低时曾达到过～73℃。