Общая площадь покровного и горного оледенения составляет более 56 тыс. км2. Местами материковые льды опускаются к побережью, обламываются и образуют айсберги. Все пространство островов, свободное ото льда, сковано многолетней мерзлотой. Льдистость грунтов невелика, термокарстовые процессы развиты слабо, характерны лишь для участков с погребёнными льдами (Новосибирские острова). Близкое залегание многолетней мерзлоты (грунты оттаивают на 20–40 см), частый переход температуры через 0°С в тёплый период вызывают пучение грунтов и солифлюкцию, что в сочетании с образованием морозобойных трещин ведёт к формированию полигональных поверхностей водораздельных равнин. Водно-эрозионные процессы из-за краткости тёплого периода сильно ослаблены. Озёр мало и почти нет болот.

Энергичные нивальные процессы и морозное выветривание приводят к накоплению грубообломочного элювия, глинистый материал практически отсутствует.

Почвообразовательный процесс находится на начальной стадии развития. Обширные пространства с россыпями обломочного материала лишены почвенного покрова. На низменностях с мелкозёмистыми грунтами формируются арктические (полярно-пустынные) почвы, очень маломощные, без признаков оглеения, имеющие бурую окраску и малое содержание гумуса (всего 0,5–1,5%). Развитие процессов вымораживания и оттаивания в верхней части почво-грунтов ведёт к накоплению окиси железа, марганца и карбонатов кальция. Железисто-марганцевые плёнки, обволакивающие щебень и более мелкие минеральные частицы, придают почве бурую или красновато-коричневую окраску. В сухую ветреную погоду поверхность почвы покрывается выцветами солей.

Растительный покров в зоне арктических пустынь крайне разрежен и пятнист. Характерны бедность видового состава и исключительно низкая продуктивность. Распространены накипные и другие группы лишайников, некоторые виды мхов, водорослей, немногие цветковые растения. Растения образуют более или менее сомкнутые группировки лишь в укрытых от холодных ветров местах, на мелкозёме, где больше мощность деятельного слоя, и вдоль ложбин морозобойных трещин. Из типичных арктических цветковых растений здесь распространены полярный мак, камнеломки, крупка, звездчатка, лисохвост альпийский, щучка арктическая. У пятен снега растут ледяной лютик и полярная ива, достигающая высоты всего 3–5 см. Вся островная флора высших растений насчитывает ок. 350 видов. Общий запас фитомассы в арктических пустынях менее 50 ц/га. Надземная живая масса резко преобладает над подземной, что отличает арктические пустыни от тундр и от пустынь умеренного пояса.

Фауна, как и флора, бедна видами. Животный мир отличается малочисленностью и циркумполярным распространением. Наиболее характерен для зоны белый медведь. Встречаются песец, лемминги, волк, северный олень. Из птиц повсеместно распространены белая куропатка и полярная сова. Летом на скалистых берегах многочисленны птичьи базары. Колониальное гнездование – характерная черта расселения птиц этой зоны, обусловленная обилием кормов в море, ограниченностью территории, пригодной для гнездования, суровостью климата.

Зона тундры протянулась полосой вдоль всего побережья морей Северного Ледовитого океана и северо-западного побережья Берингова моря – от Кольского п-ова на западе до Камчатки на востоке. Она занимает крайнюю северную часть материка и острова Колгуев, Вайгач, Южный остров Новой Земли. Максимальной ширины зона достигает на меридиане 170° в.д.– от мыса Шелагского (70° с.ш.) до мыса Олюторский (60° с.ш.). Тундровая зона занимает св. 11% территории России, для неё характерны избыточное увлажнение при недостатке тепла, безлесие, наличие на небольшой глубине многолетней мерзлоты, широкое распространение мхов, лишайников, кустарничков и кустарников.

Зона тундры лежит в арктическом и субарктическом климатических поясах. Годовой радиационный баланс здесь изменяется от 400 до 1000 мДж/м2. На термический режим зоны влияют, особенно в её западной части, тёплое Нордкапское течение и адвекция тепла циклонами, идущими из Северной Атлантики. Ослабленные зимние циклоны достигают Таймыра. Циклоническая деятельность вновь возрастает на крайнем востоке зоны. Для тундры характерны сильные ветры, высокая относительная влажность воздуха и почти постоянная облачность. Тундра получает больше тепла, чем зона арктических пустынь, но и для неё характерны низкие температуры воздуха и короткий тёплый период (не более 80–100 дней). Среднемесячная температура июля изменяется от 4–5°С на севере зоны до 11°С – у её южной границы. Зима в тундре продолжительная (8–10 месяцев) и суровая, особенно в континентальном секторе. Средняя температура самого холодного месяца в сибирской тундре составляет –30–39°С. На Чукотке она повышается до –25–20°С. Еще выше температура в европейском секторе тундры. На крайнем западе Кольского Полуострова средняя температура февраля –6°С. Годовая сумма осадков изменяется от 600 мм в тундрах Кольского п-ова до 250 мм и менее в тундрах северо-востока и дельте Лены. В тёплый период выпадает до 80–90% осадков, зимой – всего 10–20%. Снежный покров лежит на протяжении 200–270 дней в году, мощность его невелика (30–50 см, на западе – 70 см). Маломощный снежный покров легко сдувается ветром с огромных открытых пространств и скапливается в понижениях рельефа. От его мощности зависит распределение растительности.

Низкие зимние температуры и малоснежье способствуют повсеместному распространению многолетней мерзлоты. Восточнее р. Мезень многолетняя мерзлота сплошная, а западнее – островная. Мощность её в европейской тундре составляет десятки метров, редко – 100 м, в сибирских тундрах – 300–600 м и более. Деятельный слой, оттаивающий летом, невелик – от 30–40 см на севере до 60–70 см на юге зоны.

С распространением многолетней мерзлоты связано широкое развитие в тундрах криогенных рельефообразующих процессов и мерзлотных форм рельефа. Местами придолинные склоны, сложенные рыхлыми породами, изрезаны довольно густой сетью оврагов. Развитию эрозионных процессов благоприятствуют наличие морозобойных трещин, разорванный растительный покров и деятельность людей.

При незначительном испарении и близком залегании многолетней мерзлоты, задерживающей просачивание влаги в грунт, поверхностный сток в тундрах достаточно велик (7–12 л/сек км2), наблюдается он лишь в тёплое время года. Реки летом многоводны. Питание рек снеговое, дождевое и грунтовое. Грунтовые воды залегают неглубоко. Избыток влаги скапливается в многочисленных термокарстовых, а местами и ледниковых (моренных) котловинах, образуя массу небольших и неглубоких озёр. Заболоченность зоны составляет не менее 50%.

Почвы насыщены влагой, что обеспечивает анаэробные условия развития почвообразования, поэтому для тундр весьма характерен глеевый процесс. Это определяет сизую или зеленоватую окраску почвенного профиля. В почву поступает мало органических остатков. Окисление мёртвой органики ослаблено, микробиологические процессы подавлены, поэтому содержание гумуса в почвах мало´ (2–3%), однако растительные остатки часто накапливаются в виде тонкого торфянистого слоя. Преобладают тундровые глеевые почвы. На щебнистом или песчаном субстрате, в условиях хорошего дренажа формируются тундровые подбуры.

Тундра – безлесная зона с низким и не всегда сплошным растительным покровом. Флористический состав тундр небогат. Широко распространены мхи и лишайники, т.к. в суровых условиях лучше выживают бескорневые растения. Растения низкорослы и прижаты к земле, т.к. стремятся максимально полно использовать тепло верхних горизонтов почвы и приземного слоя воздуха. Из-за короткого вегетационного периода преобладают многолетники. Широко распространены вечнозелёные растения: брусника, голубика, вороника, багульник, кассандра и др. Некоторые растения имеют стланиковую или подушкообразную форму (камнеломка, крупка).

Большое влияние на характер растительных сообществ и высоту кустарников и кустарничков оказывает высота снежного покрова, который спасает растения от губительных морозов и сильных ветров. Кустарники – карликовая берёзка и полярные ивы, поднимающиеся над снегом, страдают от механических повреждений снегом, переносимым ветром. В местах скопления снега растения лучше переносят зиму, поэтому состав их более разнообразен, но медленное таяние снега задерживает вегетацию. Неблагоприятные условия произрастания определяют малую биологическую продуктивность. Ежегодный прирост составляет 40–70 ц/га, но общие запасы биомассы довольно значительны (до 120–250 ц/га), из них до 70–80% приходится на корневую систему.

Животный мир более богат и разнообразен, чем в арктических пустынях. Типичные обитатели тундр: северный олень, песец, лемминги, белая и тундряная куропатки, полярная сова. Летом обильны водоплавающие птицы: утки, гуси, малые лебеди, гагары, кулики.

Зона тундр подразделяется на три подзоны: арктических, типичных (мохово-лишайниково-кустарничковых) и южных (кустарниковых) тундр. В самых суровых условиях существует арктическая тундра, в ней преобладают различные виды зелёных мхов и лишайников. Скудная растительность приурочена к ложбинам и трещинам, окружающим голые пятна грунта. В типичных тундрах господствуют кустистые лишайники (кладония, алектория, цетрария) на песчаном субстрате, зелёные мхи – на суглинках. Распространены кустарнички: дриада, брусника, толокнянка, морошка, багульник и др. В защищённых от ветра местах поселяются карликовая берёза и полярные ивы, достигающие высоты 50–70 см. Много травяно-моховых болот. К востоку от р. Лена обычны осоково-пушицевые кочкарные тундры. В южной подзоне возрастает видовое разнообразие кустарников, становятся обычными сфагновые мхи. Среди болот преобладают моховые. Типичны плоскобугристые торфяники. Там, где скапливается снег, встречаются красочные луговины. В тундре находятся летние оленьи пастбища, а в южной подзоне частично и зимние. Ведётся охота на ценного пушного зверя – песца.

Зона лесотундры простирается узкой полосой (от 20 до 200 км) вдоль южной окраины тундры от западной границы России до р. Колыма. Лесотундра лежит в основном к северу от полярного круга в пределах субарктического климатического пояса. Лето здесь несколько теплее, чем в тундре. Средняя температура июля составляет 11–14°С. Период со среднесуточной температурой выше 0°С продолжается 2–3,5 месяца. Настоящее лето, т.е. период со среднесуточной температурой воздуха выше 15°С, продолжается всего около 20 дней. Зима в лесотундре более холодная, чем в тундре и зоне арктических пустынь, но менее ветреная. Средняя температура января от –10 до –40°С. Продолжительность холодного периода 260–290 дней.

Годовая сумма осадков в лесотундре изменяется от 550 мм на западе до 300 мм на востоке зоны, что намного больше испаряемости. Мощность снежного покрова больше, чем в тундре, залегает он более равномерно из-за меньших ветров и наличия древесной растительности. Многолетняя мерзлота в западной части зоны имеет островное распространение, а на востоке – сплошное. Распространены бугры пучения и термокарстовые котловины, многие из которых заняты неглубокими озёрами.

Избыток влаги в сочетании с лучшими тепловыми условиями для роста мхов вызывает интенсивный процесс заболачивания, поэтому лесотундра – одна из наиболее заболоченных природных зон. Наряду с гипновыми и сфагновыми моховыми болотами встречаются крупнобугристые торфяники со значительной мощностью торфа, с мелкими озёрами и мочажинами.

В почвенном покрове сочетаются тундровые глеевые почвы, типичные для тундр, с характерными для северной тайги глееподзолистыми почвами. Все почвы зоны маломощны, бедны гумусом и элементами питания, оглеены и имеют повышенную кислотность.

Для лесотундры характерно сочетание на междуречных равнинах типично тундровых группировок, приуроченных к выровненным поверхностям и суглинистым грунтам, и древесной растительности на всхолмлённых участках или песчано-щебнистых грунтах. Понижения рельефа и глинистые участки заняты болотами. Деревья в лесотундре имеют поверхностную корневую систему и отстоят друг от друга на десятки метров. На севере зоны встречаются одиночные угнетённые деревья, нередко имеющие полустланиковую форму. Южнее, по мере улучшения условий обитания для древесной растительности, редины уступают место редколесьям из берёзы, ели или лиственницы с высотой деревьев от 4–6 до 8–10 м. На Кольском полуострове редколесья представлены берёзой, на Русской равнине – елью, за Уралом – лиственницей (до р. Пясины – сибирской, восточнее – даурской). По долинам рек распространены более сомкнутые таёжные леса. Здесь же встречаются луга.

Продуктивность растительных сообществ в лесотундре выше, чем в тундре. В редколесьях общий запас фитомассы составляет 250–500 ц/га. Редколесья, редины и кустарниковые тундры являются основными зимними пастбищами северного оленя. В животном мире лесотундры обычны жители тундр и тайги.

Зона тайги – наибольшая по площади природная зона России. На её долю приходится св. 60% территории страны. Около трети площади зоны занято горами с характерной для них высотной поясностью.

Тайга широкой полосой тянется от западных границ России до побережья Тихого океана. Северная её граница совпадает с южной границей лесотундры и на значительном протяжении проходит севернее полярного круга. На юге тайга граничит с зоной смешанных и широколиственных лесов в западной части страны (по линии С.-Петербург – Н. Новгород) и на крайнем востоке (в Приморье и Приамурье). Между Н. Новгородом и Кузнецким Алатау тайга граничит с лесостепью, а за Енисеем доходит до государственной границы России. Зона тайги характеризуется влажным климатом с прохладным и умеренно тёплым летом и суровой зимой, устойчивым снежным покровом, преобладанием хвойных лесов на подзолистых и таёжно-мерзлотных почвах, широким распространением сфагновых болот. Годовой радиационный баланс на севере зоны равен 900–1000 мДж/м2, а на юге – 1500–1600 мДж/м2. На протяжении всего года господствует западный перенос воздушных масс, влияние Тихого океана ограничено узкой прибрежной полосой. В течение всего года преобладает континентальный воздух умеренных широт. Холодный воздух из Арктики, проникающий летом и в переходные сезоны далеко к югу, вызывает резкие понижения температуры. Зимой радиационный баланс отрицательный, что приводит к выхолаживанию поверхности и преобладанию морозных погод. Особенно суровы зимы во внутриматериковой части зоны. Средняя температура января в якутской тайге составляет от –35 до –45°С, а абсолютный минимум равен –71°С. Близ восточной окраины зоны температуры выше (от –25 до –20°С) за счёт влияния Тихого океана. У западных границ зоны отепляющее влияние Атлантики повышает среднюю температуру января до –8–10°С. Лето в тайге достаточно тёплое для произрастания хвойных лесов. Средняя температура июля изменяется от 13°С до 18°С. Длительность безморозного периода на севере – 75–90 дней, на юге – 100–120, сумма температур воздуха за период с устойчивой среднесуточной температурой более 10°С возрастает с севера на юг от 800°С до 1800–2000°С.

Годовая сумма осадков уменьшается от 700 мм на западе до 350–400 мм в Центральной Якутии и возрастает до 600–900 мм на Дальнем Востоке. Зимние осадки выпадают в основном в твёрдом виде. Снежный покров устойчив, его мощность изменяется от 50–60 см (в Центральной Якутии ок. 40 см) до 90 см, а продолжительность залегания от 150– 160 до 220–240 дней. Для тёплого периода характерны моросящие затяжные дожди, реже обильные ливни. Максимум осадков приходится на лето. Осадки в тайге преобладают над испарением, коэффициент увлажнения всюду, за исключением Центральной Якутии, больше 1; в северной части он составляет 1,5, у границы с лесостепью – ок. 1. Избыточное увлажнение обуславливает обилие поверхностных вод и заболоченность территории.

В сибирской тайге, особенно к востоку от Енисея, широко распространена многолетняя мерзлота и мерзлотные формы рельефа. Основной современный рельефообразующий процесс – водно-эрозионный, поэтому для тайги характерны овраги, балки, широкие и слабоврезанные речные долины. В связи с тем что под лесом эрозионные и денудационные процессы замедлены, в тайге хорошо сохранился древнеледниковый и водно-ледниковый рельеф: холмисто-моренные равнины, моренные гряды, камы, озы, друмлины, зандровые равнины и т.д.

Тайга богата поверхностными водами; речная сеть здесь густая, реки многоводны. В питании рек принимают участие снеговые, дождевые и грунтовые воды. Весеннее половодье на реках растянуто из-за медленного таяния снега под пологом леса. Внутригодовое распределение стока таёжных рек более равномерно, чем в других природных зонах. Большое количество озёр способствует зарегулированности стока, поэтому у рек, протекающих через озёра, нет ни высокого весеннего половодья, ни летней или зимней межени. Богата тайга и неглубоко залегающими грунтовыми водами, которые в сочетании с влажным климатом обусловливают широкое распространение болот. Болота – такая же неотъемлемая часть тайги, как и хвойные леса.

Типичные почвы тайги – подзолистые, формирующиеся в условиях промывного режима и характеризующиеся чёткой дифференциацией вертикального профиля на горизонты, кислой реакцией почвенного раствора и малым содержанием гумуса. К южной окраине зоны возрастает количество поступающего в почвы органического вещества и подзолистые почвы сменяются дерново-подзолистыми. Там, где наблюдается переувлажнение, подзолистые почвы уступают место глееподзолистым, а на заболоченных участках – подзолисто-болотным. На песчаном и щебнистом субстрате формируются подзолы иллювиально-железистые и иллювиально-гумусовые. В восточной части зоны на холодных грунтах, подстилаемых многолетней мерзлотой, – таёжные мерзлотные почвы и подбуры.

В тайге России наиболее распространены светлохвойные лиственничные и сосновые леса. Лиственничные леса господствуют к востоку от Енисея, где особенно сурова зима и развита многолетняя мерзлота. Лиственница здесь является практически единственной лесообразующей породой. Сосновые леса приурочены к бедным песчаным и каменисто-щебнистым грунтам, встречающимся в разных частях зоны. Темнохвойная тайга свойственна районам с более влажным климатом и менее суровой зимой, поэтому характерна для западной части зоны. Еловые леса господствуют в европейской тайге. В Западной Сибири обычны леса из ели, пихты и кедра, а в горных районах Алтая, Саян, Сихотэ-Алиня – елово-пихтовые леса. Встречаются берёза и осина, но обычно это вторичные леса. Лишь в Западной Сибири коренные мелколиственные леса образуют самостоятельную подзону вдоль южной окраины тайги. Наряду с лесами и болотами в тайге распространены луга, большая часть которых является вторичными, возникшими на месте сведенных лесов.

Таёжная зона отличается высокой биологической продуктивностью. Запасы фитомассы нарастают от северных границ зоны к южным и составляют 1500–3500 ц/га. Годовой прирост увеличивается от 40 до 100 ц/га, от северных границ к южным и от заенисейской тайги к европейской, где климат не так суров.

Животный мир тайги значительно богаче, чем в расположенных севернее зонах. Это обусловлено тем, что тайга круглый год обеспечивает животных разнообразными кормами и укрытиями. Типичные обитатели тайги – лось, бурый медведь, росомаха, рысь, белка, заяц-беляк, из мышевидных грызунов – красная и красно-серая полевки, из птиц – тетерев, глухарь, рябчик, несколько видов дроздов, ястребиная сова, мохноногий сыч и др. В тайге появляются пресмыкающиеся (гадюка, уж, ящерицы) и земноводные, отсутствовавшие в более северных зонах.

В широтном направлении таёжная зона подразделяется на три подзоны – северную, среднюю и южную тайгу. Северная тайга отличается прохладным летом, редкостойными, часто низкорослыми лесами, преобладанием глееподзолистых и таёжных глеемерзлотных почв. Огромны площади верховых сфагновых болот. Средняя (типичная) тайга наиболее полно отражает зональные черты тайги. Лето умеренно-тёплое. Преобладают зеленомошные леса с сомкнутым древостоем на типичных подзолистых и таёжных мерзлотных почвах. Широко распространены болота разных типов. В южной тайге лето ещё более тёплое, безморозный период продолжается почти 4 месяца. Бонитет лесов выше, чем в других подзонах, заболоченность ниже. Преобладают лесные переходные болота. В западной части подзоны в древостое появляется примесь широколиственных пород. Много вторичных мелколиственных лесов. Почвы дерново-подзолистые, таёжные мерзлотные и палевые.

Тайга – зона, где ведутся лесоразработки, развито охотничье хозяйство (охота на дикого зверя и звероводство), животноводство и земледелие, роль которого особенно возрастает в южной подзоне.

Зона смешанных и широколиственных лесов характерна для приокеанических секторов материков, поэтому в России она представлена двумя изолированными фрагментами – в западной части Русской равнины и на крайнем юге Дальнего Востока. В европейской части России зона смешанных и широколиственных лесов имеет форму треугольника, вершина которого лежит у Н. Новгорода на Волге, а широкая сторона примыкает к западной государственной границе. В эту зону входит и Калининградская обл. На севере зона граничит с тайгой, а на юге с лесостепью. На Дальнем Востоке к зоне относится южная часть Приморья (южнее 45° с.ш.) и среднего Приамурья (к югу от 51–52° с.ш.).

Климат теплее и значительно влажнее, чем в тайге. Лето долгое и тёплое, 4 месяца в году имеют среднемесячную температуру выше 10°С, что благоприятствует произрастанию широколиственных пород. Сумма температур за период активной вегетации составляет 1800–2400 С°. Средняя температура июля достигает 17–20°С (на Дальнем Востоке до 21°С). Весьма существенны различия в характере зимы. В европейской части зоны зима мягкая, с частыми атлантическими циклонами. Средняя температура января изменяется от –4°С в Калининградской обл. до –12°С – на востоке. В дальневосточной части зоны, где чаще наблюдается антициклональная погода, зима более сурова. Средняя температура января изменяется от –10°С на побережье Японского моря до –24–28°С – на Зейско-Буреинской равнине. Продолжительность залегания снежного покрова 120–160 дней, средняя мощность его в европейской части зоны 40–50 см (в Калининградской обл. из-за частых оттепелей – 30 см). На Дальнем Востоке мощность снежного покрова менее 20–40 см, в горах Сихотэ-Алиня – 50 см. Годовая сумма осадков в зоне не менее 600–800 мм (лишь на Зейско-Буреинской равнине ок. 500 мм). Максимум осадков приходится на тёплый период, особенно в дальневосточном секторе зоны, где он связан с летним муссоном. Поверхностный сток больше, чем в тайге. Речная сеть развита хорошо, реки многоводны. Заболоченность меньше, чем в таёжной зоне.