Россия – страна с относительно холодным климатом. Её территория расположена в четырёх климатических поясах: арктическом, субарктическом, умеренном и субтропическом. К арктическому и субарктическому поясам относятся моря Северного Ледовитого океана, арктические острова и северная материковая окраина страны. Бóльшая часть территории находится в умеренном поясе, небольшой участок Черноморского побережья Кавказа и Южный берег Крыма – в субтропическом. Формирование климата происходит под влиянием арктического, умеренного (полярного) и тропического воздуха. Огромная протяжённость России с севера на юг обусловливает большие различия в величинах прихода и расхода солнечной радиации. В зависимости от географической широты сумма солнечной радиации, приходящая за год на земную поверхность, меняется от 2400 МДж/м2 на севере (местами меньше, например на островах Северного Ледовитого океана) до 4800 МДж/м2 на Прикаспийской низменности и Черноморском побережье Кавказа. В холодное время года на большей части страны рассеянная радиация несколько превышает прямую или примерно равна ей. В тёплое время года повсеместно преобладает прямая радиация (исключение составляет Арктика, где благодаря большой, но неплотной облачности рассеянная радиация преобладает и летом). Радиационный баланс за год положителен на всей территории, изменяясь от 2100 МДж/м2 на юге страны до близких к нулю величин в центре Арктики (на северной материковой окраине 400 МДж/м2)). Значительные изменения в широтном распределении солнечной радиации связаны с облачностью. Наибольшие отклонения суммарной радиации отмечаются на западе и северо-западе Европейской территории, где роль облачности велика в течение всего года, и на Дальнем Востоке в летний период, когда облачность увеличивается из-за влияния морских воздушных масс. Максимальные её значения наблюдаются в мае – июне при наибольших высотах Солнца, продолжительном дне и малой облачности. Самые низкие значения приходятся на зимние месяцы, когда высота Солнца наименьшая, продолжительность дня мала, а облачность значительна.
Наиболее холодный месяц года в континентальной части России – январь, на берегах морей – февраль. Самые низкие температуры воздуха наблюдаются в Восточной Сибири, в районе Оймякона и Верхоянска среднемесячная температура января –50°C, минимальная –68°C. От этого полюса холода Евразии температура наиболее резко повышается к берегам морей. Средняя температура января на берегах Берингова и Охотского морей увеличивается до –22°C, на юге Камчатки – до –10°C, в районе Владивостока – до –14°C. В южной части Сибири средняя температура января от –14 до –16°C. На Европейской территории самый холодный район – северо-восток (бассейн Печоры), здесь средняя температура января от –18 до –20°C, в центре и на северо-западе от –10 до –12°C, на юге Поволжья от –4 до –6°C. С февраля (на берегах морей с марта) температура воздуха повышается и растёт до июля – августа. Июль на всей территории – самый тёплый месяц. Наиболее прохладно в этом месяце на побережьях арктических морей. В центре Европейской части, в Западной и Восточной Сибири средняя температура июля 15–20°C, в низовьях Волги до 25°C, на Дальнем Востоке 12–16°C. Длительность безморозного периода меняется от 45–60 дней в тундре до 270 дней в районе Сочи. Большой ущерб сельскому хозяйству наносят весенние и осенние заморозки, из-за которых почти вся территория России относится к зоне рискованного земледелия. Самое раннее окончание заморозков отмечается весной на Черноморском побережье Кавказа – в конце февраля – начале марта, а на Ямале и Таймыре они заканчиваются лишь в конце июня – начале июля. Самые поздние заморозки осенью – на Черноморском побережье Кавказа – в конце ноября – начале декабря. Относительная влажность воздуха распределяется в соответствии с температурой воздуха, её значения повышаются с понижением температуры. Наибольшие значения влажности наблюдаются в тундре (70%) и лесной зоне (50–60%), наименьшие – в степной зоне (40–50%; на юго-востоке Европейской территории, в сухих степях, – до 30– 40%).
Наибольшее количество осадков выпадает на Черноморском побережье Кавказа (св. 1600 мм в год). На Европейской территории годовое количество осадков меняется от 650–800 мм в лесной зоне до 200–250 мм в низовьях Волги. Мало осадков в тундре (300–400 мм в год) и степной зоне (350–400 мм). В Западной Сибири выпадает до 500 мм в год, в Прибайкалье – 350–400 мм, на Дальнем Востоке – 700–800 мм. Осадки, выпадающие на поверхность Земли, используются почвой и растениями не полностью, часть их стекает или испаряется, поэтому более объективной характеристикой является увлажнение территории. Избыточно увлажнены тундра, лесная зона и небольшая субтропическая область в районе Сочи. Лесостепи являются зоной неустойчивого увлажнения, степи и полупустыни (главным образом низовья Волги и район Северного Кавказа) – недостаточного увлажнения. В тёплое время года осадки иногда выпадают в виде града, который наблюдается почти повсеместно, но особенно интенсивен на Северном Кавказе. В холодное время на большей части территории выпадает снег. На севере количество осадков в виде снега составляет 40–50% годовой суммы, на юге – 15–20%. В большинстве регионов снег формирует устойчивый снежный покров. Наибольшая высота снежного покрова отмечается на западных склонах Северного Урала и в его западных предгорьях (до 90–100 см), в северных районах Западной Сибири (80–90 см), на западном склоне Алтая и на стыке Восточного Саяна и Западного Саяна (до 200 см), на Камчатке и Сахалине (80–110 см и более). В районе Северного Кавказа высота снежного покрова 10–20 см. Мало снега также в степной части Забайкалья. В среднем в центральных областях снег залегает св. 4 месяцев в году, на севере и северо-востоке Европейской территории – св. 7 месяцев, в Сибири, на Крайнем Севере, – ок. 9 месяцев. Неустойчивый снежный покров (20–30 дней в году) отмечается в низовьях Волги и на Северном Кавказе. Метели наиболее часты на Европейской территории в январе и феврале. Основные климатические характеристики приведены на картах.
Распределяется в соответствии с температурой воздуха, её значения повышаются с понижением температуры. Наибольшие значения влажности наблюдаются в тундре (70%) и лесной зоне (50–60%), наименьшие – в степной зоне (40–50%; на юго-востоке Европейской территории, в сухих степях, – до 30– 40%).