Клімат в цілому різко континентальний. На всій території спекотне та сухе літо: у липні +22 ... +27 ° С, часом до +40 ° С. Зими холодні й морозні; температури січня -10 ° С на півдні і -16 ° С на півночі. Нерідко температура падає до -45 ° С. Кількість опадів збільшується від 80 мм на заході до 300 мм на сході. На навітряних схилах гір випадає до 1000-1200 мм на рік. У горах більше 2700 льодовиків, переважно на Північному Тянь-Шаню, Алтаї і в Джунгарською Алатау. Найдовші ріки: Іртиш (Ертис), Ішим (Єсіль), Сирдар'я, Урал (Орал). Найбільші озера - Каспійське і Аральське моря. Рівень перший з 1977 по 1997 рр.. піднявся майже на 3 м, і воно затопило великі прибережні простору. Друге, навпаки, зникає і його площа скоротилася майже в 3 рази. Крім них виділяються озера Балхаш і Алаколь, а також великі водоймища: Бухтармінскоеі Чардарьінское.
У північній частині Казахстану розташовані степова і лісостепова зони, які разом займають 26% всієї території. У степах ростуть ко-вили, типчак, тонконіг, полину та ін У напівпустельній зоні (14% території) переважає полинно-злакова рослинність (полину, типчак та ін.) Пустелі (піщані, глинисті і щебнисті) покривають 44% території. Вздовж річок зустрічаються тугайні лісу: лох, тополя, верба, тамаріськ, очерет. На підгірних рівнинах і в передгір'ях - степова рослинність (осочкі, мятлик, мак, тюльпани та ін), чагарники і розріджені лісу (місцями дика яблуня, урюк, глід). Типові ліси поширені вище - в середньому поясі гір (на Алтаї - модрина, ялина, сосна, ялиця, кедр; в Джунгарською Алатау - тянь-шаньская ялина, ялиця сибірська, в Тянь-Шаню - тянь-шаньская ялина, Арча). Вище 3000 м поширені субальпiйські та альпійські луки. Всього ліси покривають менше 4% території країни, ріллі - 11,1%, пасовища і сінокоси - 69,7%. У пустелях і напівпустелях мешкають джейран і сайгаки, в лісах і високогір'ях Алтаю і Тянь-Шаню - бурий ведмідь, сніжний барс, марал, гірський козел, архар. У країні багато заповідників: Аксу-Джабагли, Алма-Атинській, Устюртського, Барсакельмес. Кургальджінскій заповідник (з найпівнічнішим гніздування рожевого фламінго) включений ЮНЕСКО в Список об'єктів всесвітньої спадщини.
