Клімат степової зони помірно континентальний. Континентальність клімату зростає як у південному, так і східному напрямах. Сумарна сонячна радіація характеризується найвищими в Україні показниками, причому в прибережних районах Криму і західної частини Причорномор'я (між Дунаєм і Дністром) вона перевищує 5200 МДж/м кв. Для Степу властива й найвища багаторічна величина радіаційного балансу. Пересічна температура липня становить +20...+24°С, січня -2...-9°С. Вегетаційний період триває 210-245 днів.
Зона піддається значному впливу (особливо у зимовий період) Сибірського антициклону. Циклони здебільшого надходять з півдня і південного заходу — на північ і північний схід.
Пересічно за рік у Степу випадає 300-450 мм опадів, у північному Криму і прибережному Причорномор'ї — 300-350 мм, тобто кількість опадів зменшується з півночі на південь. Часто бувають посухи. Значної шкоди сільському господарству завдають суховії, пилові бурі, особливо навесні та в ранньолітні періоди вегетації. Загалом кліматичні та агрокліматичні ресурси зони сприятливі для ведення сільського господарства, особливо в разі зрошення посушливих земель.
Води. Степова зона належить до маловодних регіонів України. Рівень забезпеченості населення водою в 3-4 рази нижчий, ніж на Поліссі чи в Західному Лісостепу. На територіях Північного Присивашшя і Олешківських пісків річкова сітка взагалі не утворюється. В прилеглих до нього районах, у межиріччі нижніх течій Південного Бугу і Дністра, а також у північній і центральній частинах Криму річок теж мало. Річковий стік у степовій зоні найнижчий в Україні. Водозабезпеченість помітно зростає у підвищених північних частинах зони.
Через степову зону протікає багато річок транзитом. Серед них — дві найбільші в Європі річки — Дунай і Дніпро, а також Дністер, Південний Буг, Сіверський Донець. Багато степових річок влітку повністю або частково пересихає.
У степовій зоні є багато прісних і солоних озер. Солоність води озер, розміщених на півночі Криму, дуже висока і становить 212%о, причому влітку вона вища, ніж узимку. Тут розміщеніКрасне, Кияцьке, Кирлеуцьке, Старе, Айгульське та інші озера. Цінним їх мінерально-сировинним ресурсом є самосадна сіль, яку інтенсивно видобувають ще з княжих часів. Валки чумаків упродовж багатьох століть розвозили з Криму сіль по всій Україні. Після освоєння великих покладів кам'яної солі в Донбасі та інтенсифікації солевиробництва в Передкарпатті видобуток кримської самосадної солі різко скоротився.
Найбільші запаси солі має Айгульське озеро (потужність шару солі — 10-15 м; солоність води влітку досягає 320%о). У степовому Криму солоні озера також є в районі Каламітської затоки, Керченського півострова. Солоноводними є також Хаджибейський і Куяльницький лимани поблизу Одеси, Тилігульський — на прикордонні Одеської і Миколаївської областей та ін.
Степ є основним районом проведення широкомасштабних робіт з меліорації земель, в тому числі заліснення Олешківських пісків. Тут нагромаджений досвід створення захисних соснових насаджень і виноградників на пісках.