Реки Восточной Сибири преимущественно имеют вид горных потоков; протекая же по низменностям, они приобретают равнинный характер.
Климатические условия Восточной Сибири в значительной мере определяются ее географическим положением внутри Азиатского материка. Большое влияние на климатические условия района оказывает формирующийся в зимнее время в центре Азии сибирский антициклон - область высокого давления, мощный отрог которого занимает всю Восточную Сибирь.
Восточная Сибирь охватывает обширную часть территории Азиатского материка, расположенную к востоку от Енисея и простирающуюся до берегов Берингова моря, а в меридиональном направлении - от берегов Северного Ледовитого океана до Монгольской Народной Республики.
Гидрографическая сеть района принадлежит бассейну Северного Ледовитого океана и распределяется по частным бассейнам Карского, Лаптевых, Восточно-Сибирского и Чукотского морей. По характеру рельефа Восточная Сибирь относится к горным районам, причем здесь преобладают горы средней высоты и обширные плоскогорья, тогда как низменности занимают лишь небольшие пространства.
Между Енисеем и Леной располагается расчлененное эрозией Сибирское плоскогорье. Высота его в среднем 300-500 м над уровнем моря; только местами среди плоскогорья выделяются более высокие поднятия - хребет Путорана (1500 м), Вилюйские горы (1074 м) и Енисейский кряж (1122 м). В верхней части бассейна Енисея расположена Саяно-Байкальская складчатая страна. Это наиболее высокогорная область района, с высотами до 3480 м (вершина Мунку-Сардык).
К востоку от нижнего течения Лены простирается Верхоянско-Колымская горная страна, отличающаяся резкими контрастами низинных и горных ландшафтов. По правобережью Лены тянется мощная дуга Верхоянского хребта с высотами до 2000 м, далее к востоку поднимается хребет Черского - горный узел высотою 2000-3000 м, хребет Тас-Хаяхтах и др. Наряду с горными хребтами в состав Верхояно-Колымской горной области входят Оймяконское, Нерское и Юкагирское плоскогорья. На юге границу района составляют хребты Яблоновый, Становой и Дужгджур, высоты которых достигают 2500-3000 м. На востоке вдоль побережья Охотского моря тянется Колымский хребет, или Гыдан.
На территории Восточной Сибири встречаются также низменные равнины, среди которых выделяется своими размерами Лено-Вилюйская низменность, представляющая собой грандиозный синклинальный прогиб. Крайний север района, вдоль побережья окраинных морей, занят Приполярноморской низменностью, высота которой не превышает 100 м над уровнем моря; низменности располагаются также в низовьях Алазеи, Колымы и Индигирки.
Приполярноморская низменность занята тундрой и лесотундрой. Большая часть территории Восточной Сибири относится к таежной зоне. В лесном ландшафте преобладает даурская лиственница, наиболее приспособленная к суровому климату и наличию вечной мерзлоты; значительно меньше здесь сосны. Леса Восточной Сибири заболочены слабо.
Таежная зона на территории Восточной Сибири является господствующей и распространяется далеко на юг; участки степи и лесостепи вкраплены в нее в виде пятен (Минусинская котловина, носящая степной характер, степи Забайкалья).
В геологическом отношении район характеризуется неглубоким залеганием коренных кристаллических пород, которые здесь часто выходят на дневную поверхность. Большое распространение, особенно в пределах Средне-Сибирского плоскогорья, имеют древние изверженные породы - траппы, образующие по долинам рек характерные вертикальные обнажения в виде столбчатых отдельностей (по-местному - столбы). Исследования, произведенные в последние годы, показали, что на территории Восточной Сибири значительное распространение имеет современное оледенение. Оно встречается в наиболее возвышенных частях хребтов Верхоянского и Черского - в верховьях бассейнов Яны и Индигирки. Площадь оледенения достигает 600-700 км2, что примерно равно площади современного оледенения Алтая. Размеры ледников небольшие. Самый большой ледник Саунтарской группы (на водоразделе Индигирки и Охоты) имеет длину до 10 км.