La gran extensión del territorio hace que Rusia presente hasta cuatro zonas climáticas diferenciadas: de norte a sur, ártica, subártica, moderada y subtropical
El clima, de predominio continental casi en todas partes, está caracterizado, además, por los cambios estacionales periódicos, los inviernos fríos, largos y con mucha nieve, y los veranos suaves y relativamente cortos.
Del ambiente resultante destacan los bruscos saltos térmicos estacionales entre el día y la noche, así como la existencia de una fuerte capa de congelación perpetua o permafrost.
Las temperaturas medias de enero en toda Rusia, salvo en la costa caucásica del mar Negro, son negativas. El rigor de estos rasgos se acentúa en dirección oeste-este. Así, dentro de una latitud similar, se registran más de 40 ºC de diferencia entre la media de enero de San Petersburgo, en el extremo occidental (-8 ºC), y Verkhojansk (-50 ºC), situado en las tierras altas de la Siberia Oriental. Cerca de Verkhojansk, en la depresión de Ojm’akon, ha sido registrada la temperatura más baja del hemisferio norte (-72 ºC). Más al este, las temperaturas tienden a suavizarse. El extremo sureste cae en el área climática monzónica. En sentido norte-sur, las diferencias no son tan drásticas y, como valores extremos, cabe mencionar las medias térmicas de julio del norte de Siberia (1 ºC) y la depresión de la Caspia (25 ºC).
En las tierras del suroeste la continentalidad también es fuerte, y sólo se salvan algunas zonas del litoral del mar Negro, especialmente la costa caucásica desde Tuapse a Anapa (zona balnearia), donde la temperatura y las precipitaciones alcanzan valores más propios de climas subtropicales, con inviernos suaves y húmedos y veranos cálidos y secos.
Las precipitaciones son también de carácter continental en la mayor parte del territorio, es decir muy escasas. En Siberia no superan los 500 mm anuales, y en la tundra y las estepas son todavía menores en algunos casos (de 100 a 200 mm anuales). La zona más árida comprende la parte semidesértica de la depresión caspiana, donde las lluvias no superan los 150 mm anuales. Por lo general, en las áreas montañosas la precipitación aumenta (700 mm en los Urales). La máxima de precipitaciones en forma de lluvia (2.000 mm anuales) corresponde al extremo oriental, a las laderas del Cáucaso y las montañas de Altai, así como al sur del Extremo Oriente (hasta los 1.000 mm anuales, con frecuencia las lluvias monzónicas de verano dan lugar a inundaciones) y en los bosques de la llanura de Europa Oriental. En numerosas zonas de la llanura siberiana hay nieve durante más de la mitad del año.