От климата зависят температурный и световой режимы и влагообеспеченность, необходимые для развития растений и лимитирующие их географическое распространение. Большинство растений не может расти при температуре ниже +5. С, и многие виды погибают при отрицательных температурах. С увеличением температур возрастают потребности растений во влаге. Свет необходим для фотосинтеза, а также для цветения и развития семян. Затенение почвы кронами деревьев в густом лесу подавляет рост более низких растений. Важным фактором является также ветер, существенно изменяющий режим температуры и влажности.
Растительность каждого региона является индикатором его климата, поскольку распространение сообществ растений в значительной степени обусловлено климатом. Растительность тундры в условиях субполярного климата сформирована только такими низкорослыми формами, как лишайники, мхи, травы и невысокие кустарники. Короткий вегетационный период и широкое распространение многолетней мерзлоты затрудняют рост деревьев всюду, кроме речных долин и склонов южной экспозиции, где почва летом оттаивает на бльшую глубину. Хвойные леса из ели, пихты, сосны и лиственницы, называющиеся также тайгой, растут в условиях субарктического климата.
Влажные районы умеренных и низких широт особенно благоприятны для произрастания лесов. Самые густые леса приурочены к районам умеренного морского климата и влажным тропикам. Области влажного континентального и влажного субтропического климата тоже большей частью залесены. При наличии сухого сезона, например в районах субтропического климата с сухим летом или переменно-влажного тропического климата, растения соответствующим образом адаптируются, формируя либо низкорослый, либо разреженный древесный ярус. Так, в саваннах в условиях переменно-влажного тропического климата преобладают злаковники с одиночными деревьями, растущими на больших расстояниях одно от другого.
В семиаридных климатах умеренных и низких широт, где всюду (кроме речных долин) слишком сухо для роста деревьев, господствует травянистая степная растительность. Злаки здесь низкорослые, возможна также примесь полукустарников и полукустарничков, например полыни в Северной Америке. В умеренных широтах злаковые степи в более влажных условиях у границ своего ареала сменяются высокотравными прериями. В аридных условиях растения растут далеко одно от другого, часто имеют толстую кору или мясистые стебли и листья, способные запасать влагу. Самые засушливые районы тропических пустынь совершенно лишены растительности и представляют собой обнаженные каменистые или песчаные поверхности.
Климатическая высотная поясность в горах обусловливает соответствующую вертикальную дифференциацию растительности - от травянистых сообществ предгорных равнин до лесов и альпийских лугов.
Многие животные способны адаптироваться к широкому диапазону климатических условий. Например, млекопитающие в холодном климате или зимой имеют более теплый мех. Однако для них важна также доступность пищи и воды, которая меняется в зависимости от климата и сезона. Для многих видов животных характерны сезонные миграции из одного климатического района в другой. Например, зимой, когда травы и кустарники в условиях переменно-влажного тропического климата Африки высыхают, происходят массовые миграции травоядных животных и хищников в более влажные районы.
В природных зонах земного шара почвы, растительность и климат тесно взаимосвязаны. Тепло и влага определяют характер и темпы химических, физических и биологических процессов, в результате которых изменяются горные породы на склонах разной крутизны и экспозиции и создается огромное разнообразие почв. Там, где грунт скован мерзлотой на протяжении большей части года, как в тундре или высоко в горах, процессы почвообразования замедлены. В аридных условиях растворимые соли обычно содержатся на поверхности почвы или в приповерхностных горизонтах.