Климат почти повсеместно континентальный (на крайнем северо-западе – морской), в Сибири и северных районах Дальнего Востока – резко континентальный, что служит причиной образования многолетней мерзлоты; на юге Дальнего Востока – умеренный муссонный. Средние температуры января от 0 °С (на западе Европейской части и в Предкавказье) до −50 °С (в Якутии), июля от −1 °С (на северном побережье Сибири) до 25 °С (на Прикаспийской низменности). Осадков от 170 мм в год (на Прикаспийской низменности) до 3500 мм (в горах Кавказа).
Наиболее крупные реки: Енисей, Лена, Обь, Амур, Волга. Крупнейшие озёра: Каспийское (море), Байкал, Ладожское, Онежское. На территории России (с севера на юг) расположены зоны: арктических пустынь, тундровая, лесотундровая, лесная, лесостепная, степная, полупустынная (Прикаспийская низменность).