1. Равнина расположена в умеренных широтах, а северная часть равнины заходит за Северный полярный круг. На севере равнины климат субарктический, зима холодная и ветреная, лето прохладное. За полярным кругом мало солнечного тепла и света. Зимой здесь несколько недель длится полярная ночь. Континентальность в Западной Сибири возрастает, т. е. разница между зимой и летом более резкая из-за более низких температур зимы.
2. Удаленность от Атлантики, т. е. ослабление влияния Атлантического океана, который снабжает влагой (морской умеренный воздух приносит циклоны). На пути морского воздуха и циклонов находятся Уральские горы. Из-за небольшой высоты горы не задерживают всю влагу с Атлантики. В Западной Сибири осадков выпадает меньше, чем на Русской равнине (400—500 мм, на севере и юге равнины — меньше 400 мм).
3. Западно-Сибирская равнина открыта ветрам с Северного Ледовитого океана, и арктический воздух проникает на юг, вызывая летом понижение температуры до заморозков, также легко продвигается на север сухой и теплый воздух Казахстана и Средней Азии. На юге Западной Сибири часто бывают засухи.
4. Зима в Западной Сибири морозная и сухая, холоднее, чем зима на Русской равнине. Зимой над Монголией формируется мощный сибирский антициклон, который и оказывает влияние на погоду. Случаются на равнине и зимние ураганы, которые местные жители называют пургой