Западная Сибирь охватывает пять природных зон: тундровую, лесотундровую, лесную, лесостепную и степную. Пожалуй, нигде на земном шаре зональность природных явлений не проявляется с такой же правильностью, как на Западно-Сибирской равнине.
Тундра, занимающая самую северную часть Тюменской области (п-ова Ямал и Гыданский) и имеющая площадь около 160 тыс. км2, не имеет лесов. Лишайниковые и моховые тундры Западной Сибири встречаются в сочетании с гипново-травяными и лишайниково-сфагновыми, а также крупнобугристыми болотными массивами.
Зона лесотундры простирается к югу от тундры полосой примерно 100-150 км. Как переходная зона между тундрой и тайгой она представляет собой мозаичное сочетание участков редколесий, болот, зарослей кустарников. Северный предел древесной растительности представлен редкостойными криволесьями лиственницы, занимающими участки по долинам речек. Лесная (таежная, лесоболотная) зона охватывает пространство между 66o и 56oс.ш. полосой примерно в 1000 км. В нее входят северная и средняя части Тюменской области, Томская область, северная часть Омской и Новосибирской областей, занимая около 62% территории Западной Сибири. Лесную зону Западно-Сибирской равнины подразделяют на подзоны северной, средней, южной тайги и березово-осиновых лесов. Основным типом лесов зоны являются темнохвойные леса с преобладанием ели сибирской, пихты сибирской и сосны сибирской (кедра). Темнохвойные леса встречаются почти всегда лентами по долинам рек, где они находят условия необходимого для них дренажа. На водоразделах они приурочены только к холмистым, возвышенным местам, а плоские территории заняты преимущественно болотами. Важнейший элемент ландшафтов тайги - болота низинного, переходного и верхового типа. Лесистость Западной Сибири составляет всего 30.5% и является следствием слабой расчлененности и связанной с ней слабой дренированности всей территории региона, что способствует развитию не лесообразовательных, а болотообразовательных процессов на всей площади таежной зоны. Западно-Сибирская равнина характеризуется исключительной обводненностью и заболоченностью, ее средняя и северная части относятся к одним из самых переувлажненных пространств на земной поверхности. Самые крупные в мире болотные массивы (Васюганский) расположены в южной тайге. Наряду с темнохвойной тайгой на Западно-Сибирской равнине встречаются сосновые леса, приуроченные к песчаным наносам древних аллювиальных равнин и к песчаным террасам вдоль речных долин. Кроме того, в пределах лесной зоны сосна является характерным деревом сфагновых болот и образует своеобразные ассоциации сфагновых сосняков на заболоченных почвах.
Лесостепная зона, примыкающая к подзоне лиственных лесов лесной зоны, характеризуется присутствием и лесных, и степных растительных сообществ, а также болот (рямов), солончаков и лугов. Древесная растительность лесостепной зоны представлена березовыми и осиново-березовыми лесами, которые встречаются островками или в виде колков, приуроченных обычно к блюдцеобразным понижениям, основной же фон образует луговая и разнотравно-злаковая степь. Только в Притоболье и Приобье этой зоны распространены естественные островные сосновые леса. Характерной чертой лесостепи Западной Сибири является гривно-лощинный рельеф и обилие соленых бессточных озер.
Степная зона охватывает южную часть Омской и юго-западную часть Новосибирской областей, а также западную часть Алтайского края. В нее входят Кулундинская, Алейская и Бийская степи. В пределах зоны по древним ложбинам стока ледниковых вод произрастают ленточные сосновые боры.
Значительная высота гор Западной Сибири обусловливает развитие здесь высотной поясности. В растительном покрове гор Западной Сибири ведущее положение занимают леса, покрывающие большую часть площади Салаирского кряжа и Кузнецкого Алатау и около 50% территории Алтая. Высокогорный пояс отчетливо развит только в горах Алтая. Леса Салаира, Кузнецкого Алатау, северо-восточной и западной частей Алтая характеризуются широким развитием реликтовой формации черневой тайги, которая встречается только в горах юга Сибири. Среди черневой тайги в бассейне р.Кондомы расположен реликтовый "липовый остров" - участок липового леса площадью около 150 км2, рассматриваемый как остаток третичной растительности.