Với diện tích 13,1 triệu km2, Xibia chiếm khoảng 77% lãnh thổ Nga và gần 10% diện tích đất của Trái đất (148.940.000 km2, 57.510.000 dặm vuông). Trong khi Xibia hoàn toàn nằm trong khu vực châu Á, nhiều cơ quan chức năng của Liên Hợp Quốc sẽ không chia nhỏ quốc gia và sẽ đặt toàn bộ ở lãnh thổ Nga của châu Âu và/hoặc Đông Âu. Hai vùng địa lý chủ yếu là Bình nguyên Tây Xibia và Cao nguyên trung tâm Xibia.

Đông và trung Cộng hòa Sakha bao gồm nhiều dãy núi phía bắc-nam ở nhiều độ tuổi khác nhau. Những ngọn núi này kéo dài tới gần 3.000 mét (9.800 ft), nhưng trên vài trăm mét, chúng gần như hoàn toàn không có thảm thực vật. Dãy Verkhoyansk hoàn toàn đóng băng ở thế Pleistocene, nhưng khí hậu quá khô để băng hà kéo dài trên độ cao thấp. Ở những độ cao thấp này là vô số thung lũng, nhiều trong số chúng sâu và được bao phủ bởi rừng thông rụng lá, ngoại trừ ở cực bắc là nơi lãnh nguyên thống trị. Đất chủ yếu là turbels (một loại gelisol). Lớp hoạt động có xu hướng sâu dưới một mét, ngoại trừ gần các con sông.

Điểm cao nhất ở Xibia là ngọn núi lửa đang hoạt động Klyuchevskaya Sopka, trên bán đảo Kamchatka. Đỉnh của nó cao 4.750 mét (15,580 ft).

Các dãy núi

Hồ và sông

Đồng cỏ

• Cao nguyên Ukok - một phần của Di sản Thế giới UNESCO

Địa chất

Bình nguyên Tây Xibia bao gồm phần lớn đất trầm tích từ Đại Tân Sinh, rất thấp và tương đối bằng phẳng, nếu mực nước biển dâng 50 m sẽ làm toàn bộ vùng đất giữa Bắc Băng Dương và Novosibirsk (thành phố ở giữa nước Nga, chếch về phía nam) ngập trong nước và băng tuyết. Rất nhiều khu vực trên vùng đất thấp này là kết quả của các đập băng tạo ra một hồ sông băng lớn. Hồ sông băng này đến cuối kỷ Pleistocene đã chặn dòng chảy về phía bắc của sông Ob và sông Yenisei, dẫn đến việc chuyển hướng tây nam vào biển Caspi và biển Aral qua thung lũng Turgai. Vùng này chủ yếu là đầm lầy, những vùng có đất cứng là đất mùn và ở phía bắc là vùng đất lạnh quanh năm không có cây. Ở phía nam, nơi nhiệt độ cao hơn, đồng cỏ tươi tốt trù phú, là phần mở rộng của Bình nguyên Kazakh đã hình thành thảm thực vật nguyên thủy, hầu hết không còn nhìn thấy được.

Cao nguyên trung tâm Xibia là nền đất ổn định đã là lục địa từ kỷ Permi. Vùng đất này rất dồi dào khoáng sản, gồm vàng, kim cương, quặng mangan, chì, thiếc, nikel, coban và molipden. Phần khá lớn của vùng đất này chứa nhiều đá mắc-ma của vụ phun trào núi lửa cuối kỷ Permi, gần như trùng khớp với sự kiện tuyệt chủng kỷ Permi-kỷ Trias, là vụ phun trào lớn nhất của lịch sử Trái Đất. Chỉ có vùng cực tây bắc bị đóng băng trong kỷ Đệ Tứ, nhưng hầu như tất cả đều nằm dưới lớp băng vĩnh cửu sâu đặc biệt, và cây duy nhất có thể phát triển mạnh, bất chấp mùa hè ấm áp, là cây Siberian Larch (Larix sibirica) rụng lá với bộ rễ rất nông. Bên ngoài vùng cực tây bắc, rừng taiga chiếm ưu thế, chiếm một phần đáng kể trong toàn bộ lãnh thổ Xibia. Đất ở đây chủ yếu là các turbel, nhường chỗ cho podzol nơi lớp hoạt động trở nên dày hơn và hàm lượng băng thấp hơn.

Khí hậu

Thảm thực vật ở Xibia chủ yếu là taiga, với vành đai lãnh nguyên ở rìa phía bắc và các dạng rừng lá rộng và hỗn hợp ôn đới ở phía nam.

Khí hậu Xibia có sự khác biệt rất lớn vào các thời điểm trong năm, nhưng nó thường có mùa hè ngắn và mùa đông lạnh khắc nghiệt kéo dài. Xibia lạnh nhất vào tháng 1 và nóng nhất vào tháng 7. Ở bờ biển phía bắc, giáp Bắc Băng Dương, trên vòng cực Bắc, mùa hè rất ngắn, chỉ một tháng. Khí hậu vùng này là khí hậu vùng cực, mùa đông kéo dài gần như quanh năm.

Hầu như tất cả dân cư sống ở phía nam, dọc theo tuyến đường sắt xuyên Siberia. Vùng phía nam có khí hậu lục địa ẩm ướt (Köppen Dfb) với mùa đông lạnh nhưng mùa hè lại khá ấm áp và kéo dài ít nhất bốn tháng. Nhiệt độ trung bình hàng năm là khoảng 0,5 °C (32,9 °F). Nhiệt độ trung bình tháng 1 khoảng −20 °C (4 °F) và tháng 7 khoảng +19 °C (66 °F) trong khi nhiệt độ ban ngày vào mùa hè thường trên 20 °C (68 °F). Với khí hậu ổn định, mùa hè nhiều nắng và đất đai khá màu mỡ, vùng đất phía nam Xibia có thể được sử dụng với mục đích nông nghiệp có lợi nhuận, như đã được chứng minh vào đầu thế kỷ 20.

Cho đến nay, khí hậu phổ biến nhất ở Siberia là khí hậu cận Bắc Cực (Koppen Dfc hoặc Dwc), với nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 5 °C (23 °F) và trung bình vào tháng 1 là −25 °C (−13 °F) và trung bình cho tháng 7 là +17 °C (63 °F), mặc dù điều này thay đổi đáng kể theo từng khu vực, với trung bình tháng 7 khoảng 10 °C (50 °F) trong vùng đệm lãnh nguyên. Xibia được xem là địa điểm có nhiệt độ cực hạn thấp thứ nhì thế giới, chỉ kém châu Nam Cực. Thành phố Yakutsk thuộc cộng hòa Sakha, là trung tâm kinh tế quan trọng ở Xibia, vào mùa đông nhiệt độ ở đây từng xuống kỉ lục là - 64 °C, sông Lena chảy qua thành phố này cũng bị đóng băng. Trang web và blog theo định hướng kinh doanh Business Insider đã liệt kê Verkhoyansk và Oymyakon, tại Cộng hòa Sakha của Xibia, để cạnh tranh cho danh hiệu "Cực giá lạnh" của vùng Bắc bán cầu. Oymyakon là một ngôi làng ghi nhận nhiệt độ −67,7 °C (−89,9 °F) vào ngày 6 tháng 2 năm 1933 mặc dù nơi đây đã từng trải qua nhiệt độ kỷ lục ghi được là -71,2 °C. Verkhoyansk, một thị trấn xa hơn về phía bắc và xa hơn trong đất liền, ghi nhận nhiệt độ −69,8 °C (−93,6 °F) trong ba đêm liên tiếp: 5, 6 và 7 tháng 2 năm 1933. Mỗi thị trấn được luân phiên là Cực giá lạnh của Bắc bán cầu, nghĩa là địa điểm có nhiệt độ thấp nhất ở Bắc bán cầu. Mỗi thị trấn cũng thường xuyên đạt tới 86 °F (30 °C) vào mùa hè, mang lại cho thị trấn và phần lớn phần còn lại của Xibia biên độ nhiệt cao nhất trên thế giới giữa mùa hè và mùa đông, thường cao hơn 170-180 °F (94-100 °C) giữa các mùa.

Những cơn gió ấm từ Trung Á và Trung Đông thổi đến nam Xibia, làm vùng tây Xibia (như Omsk, Novosibirsk) ấm hơn vùng phía đông (Irkutsk, Chita) tới vài độ C, nơi mà ở phía bắc khí hậu cực đoan mùa đông (Köppen Dfd hoặc Dwd) chiếm ưu thế. Tuy nhiên, nhiệt độ vào mùa hè của một số nơi ở Xibia có thể nóng đến 36-38 °C (98-100 °F). Cộng hòa Sakha (đông-bắc Xibia) là vùng lạnh nhất ở đây và lưu vực sông Yana là nơi có nhiệt độ thấp nhất. Tuy vậy, nước Nga không có kế hoạch đưa người sống ở đây, do đó, khí hậu khắc nghiệt của vùng đất này chưa từng bị coi là một vấn đề nghiêm trọng. Phía nam Xibia ở gần khu vực không khí áp suất cao, nhờ đó mà vào mùa đông, gió không mạnh.

Mặc dù là khu vực băng giá, tuyết ở đây rất ít, đặc biệt là vùng phía đông. Lượng mưa ở Xibia nhìn chung là thấp, chỉ có vùng bán đảo Kamchatka có lượng mưa hơn 500 mm nhờ gió ẩm từ biển Okhotsk thổi vào gặp núi cao. Vùng cực nam của bán đảo chịu ảnh hưởng gió mùa nên có mưa lớn vào mùa hè.

Các nhà nghiên cứu, bao gồm Sergei Kirpotin tại Đại học bang Tomsk và Judith Marquand tại Đại học Oxford, cảnh báo rằng miền Tây Siberia đã bắt đầu tan băng do sự nóng lên toàn cầu. Các mỏ than bùn đông lạnh ở khu vực này có thể chứa hàng tỷ tấn khí metan, có thể được thải vào khí quyển. Khí mê-tan là một loại khí nhà kính mạnh hơn 22 lần so với carbon dioxide. Năm 2008, một đoàn thám hiểm nghiên cứu của Hiệp hội Địa vật lý Hoa Kỳ đã phát hiện ra mức độ khí mê-tan lên tới 100 lần so với bình thường trong bầu khí quyển ở Bắc Cực Siberia, có khả năng là kết quả của khí metan được giải phóng qua các lỗ trên 'lớp băng' dưới đáy biển băng giá sự ra đời của sông Lena và khu vực giữa biển Laptev và biển Đông Siberia.