Урал лежит в глубине материка, удаленный на большое расстояние от Атлантического океана. Это определяет континентальность его климата. Климатическая неоднородность в пределах Урала связана прежде всего с его большой протяженностью с севера на юг, от берегов Баренцева и Карского морей до сухих степей Казахстана. Вследствие этого северные и южные районы Урала оказываются в неодинаковых радиационных и циркуляционных условиях и попадают в разные климатические пояса — субарктический (до полярного круга) и умеренный (остальная территория).
Пояс гор узкий, высоты хребтов относительно небольшие, поэтому свой особый горный климат на Урале не формируется. Однако меридионально вытянутые горы довольно существенно влияют на циркуляционные процессы, играя роль барьера на пути господствующего западного переноса воздушных масс. Поэтому хотя в горах и повторяются климаты соседних равнин, но в несколько измененном виде. В частности, при любом пересечении Урала в горах наблюдается климат более северных районов, чем на примыкающих равнинах предгорий, т. е. климатические зоны в горах, смещены к югу по сравнению с соседними равнинами.
Таким образом, в пределах Уральской горной страны изменение климатических условий подчинено закону широтной зональности и лишь несколько осложнено высотной поясностью. Здесь наблюдается смена климата от тундрового до степного.
Климат континентальный, с нарастанием с севера на юг и с запада на восток. Климатическая неоднородность возникает вследствие большой протяженности с севера на юг и расчлененности рельефа, с чем связаны различия радиационных условий.
Суммы солнечной радиации возрастают при движении с севера на юг. Годовой ход солнечной радиации отчетливо обнаруживает четыре сезона. Радиационный баланс в январе повсюду отрицательный, летний и годовой баланс - положительные. Средние годовые и июльские температуры нарастают с севера на юг и обнаруживают зональный характер.
Температурные контрасты между севером и югом особенно резко проявляются летом. В северо-восточной части Пай-Хоя средняя температура июля составляет 6°С, а близ южной границы Урала 22°С. Зимой различия сглаживаются, несмотря на то, что разница в количестве солнечной радиации зимой значительно резче, чем летом, когда уменьшение к северу угла падения солнечных лучей компенсируется увеличением продолжительности солнечного сияния.
При движении к югу зима укорачивается, а лето удлиняется. Весна укорачивается, а продолжительность осени возрастает. Теплый сезон на восточном склоне короче за счет более раннего наступления осени.
В горном Урале наблюдаются зимние инверсии температуры воздуха. Они вызваны тем, что температура приземного слоя воздуха, лежащего на заснеженных равнинах, обычно резко отрицательная, особенно в условиях антициклональной погоды, когда эффективное излучение велико и намного превышает приход радиационного тепла.
Кроме того, окружающие Урал равнины нередко заполняются плотным холодным арктическим воздухом. Сюда же приходят плотные холодные воздушные массы, сформированные в пределах оси Воейкова. С запада над холодными воздушными массами приходят влажные и теплые воздушные массы Атлантики. Все это вызывает аномальное распределение температуры.