Среди животных преобладают местные млекопитающие (северный олень, песец, лемминги обский и копытный, полевки) и перелетные птицы (особенно много куликов и гусиных). Из птиц на зиму в тундре остаются лишь белая и тундряная куропатки и полярная сова.
Зона тундр Западной Сибири по особенностям природы подразделяется на три подзоны. Подзона арктических тундр отличается особенно суровыми условиями с господством полигональных тундр, растения которых имеют высоту всего 3-5 см. Подзона типичных тундр представлена мохово-лишайниковыми тундрами, наиболее соответствующими климату тундровой зоны. Кустарники в этой подзоне достигают высоты 30-50 см, а из травянистых растений наиболее типична пушица. И, наконец, южная подзона - это подзона кустарниковых тундр. В оптимальных условиях существования кустарники достигают здесь высоты 0,5-1,5 м. На юге подзоны на склонах долин встречается стелющаяся форма лиственницы сибирской. Ветви ее распластаны у самой поверхности земли, а тонкий искривленный ствол редко поднимается выше 1,5-2,0 м. Во всех подзонах тундр зональные природные комплексы дренированных участков сочетаются с минеральными гипновыми болотами и термокарстовыми озерами.
Тундра - наименее населенная зона Западной Сибири. Большая часть населения сосредоточена на берегах морских заливов и рек и занимается рыболовством. В удаленных от берегов районах основным занятием коренного населения служат оленеводство и охота на песца и птиц (куропатки, гуси, утки). Западная Сибирь - второй после Чукотки оленеводческий район нашей страны и один из крупнейших в мире. Оленьи пастбища занимают около 2/3 территории зоны. В ограниченных масштабах здесь выращиваются скороспелые овощи и картофель, преимущественно в теплицах. Быстрыми темпами развивается в тундровой зоне газодобыча, которая ведется, как правило, вахтовым методом.
Лесотундровая зона протягивается узкой полосой (50-200 км), постепенно расширяющейся к востоку, от подножий Урала до Енисея. Расположена она вблизи полярного круга. Восточное реки Таз южная граница зоны отклоняется к северу примерно до Игарки. По сравнению с Русской равниной и Средней Сибирью зона лесотундры Западной Сибири отличается более южным положением в связи с охлаждающим влиянием Обской губы, большой заболоченностью и развитием крупных бугристых торфяников.
Территория зоны являлась в послеледниковое время и продолжает оставаться ареной непрерывной борьбы леса и тундры. И тундра, и лес здесь находятся на пределе развития. Для древесных пород это северный предел, для многих тундровых растений - южный. Лиственничные редколесья избирают в пределах лесотундры наиболее благоприятные места. В северной части зоны редколесья занимают 10-20% территории, в южной - до 40-45%. Высота деревьев здесь редко превышает 6-8 м. Под редколесьями распространены глеево-подзолистые, а в восточной части зоны - глеево-мерзлотно-таежные почвы. В зависимости от состава грунтов изменяется напочвенный покров в редколесьях. На легких песчаных почвах развиваются лишайниковые редколесья, на более тяжелых и холодных глинистых - заболоченные редколесья с моховым покровом, болотными кустарничками и травами. Сухие вершины холмов, заболоченные понижения, слаборасчлененные междуречные пространства заняты кустарничковыми и мохово-лишайниковыми тундрами на тундровых глеевых почвах и болотами. Кроме низинных болот, свойственных тундровой зоне, здесь встречаются и сфагновые болота; в южной части - реликтовые крупнобугристые. В долинах крупных рек значительные площади заняты заливными лугами.
Лесотундра отличается большим разнообразием и богатством животного населения. Сюда откочевывают на зиму из тундры северные олени и песцы. Наряду с типичными тундровыми животными здесь встречаются и широко распространенные горностай, заяц-беляк, а также обитатели леса - росомаха, бурый медведь, белка.
Для лесотундры характерно усложнение зональной структуры по сравнению с тундрами. Здесь сочетаются лесные, тундровые, болотные и озерные ПТК. Формирование того или иного из них зависит от глубины залегания мерзлоты и от характера снежного покрова. Наиболее дренированные участки обычно заняты лесными комплексами; выпуклые, подверженные ветрам и глубокому промерзанию - тундрами; неглубокие понижения - бугристыми болотами; а термокарстовые котловины - часто озерами.
Основными направлениями хозяйства в лесотундровой зоне, как и в тундре, являются оленеводство, рыболовство и охота. Оленеводство основано на сезонном использовании пастбищ зоны. Здесь оленей выпасают в холодное время года, а тундре - в теплое. Несколько шире, чем в тундре, развито земледелие. Выращивание скороспелых овощей и картофеля ведется как в закрытом, так и в открытом грунте. Рост населения в лесотундровой зоне связан с интенсивной эксплуатацией газовых месторождений и дальнейшим развитием геологоразведочных работ.
Лесоболотная зона - самая обширная из природных зон Западной Сибири. На 1100-1200 км простирается она от полярного круга почти до 56° с.ш. Ее южная граница проходит примерно от долины Исети (левого притока Тобола) к Новосибирску. Специфической чертой зоны является почти равное соотношение лесов на подзолистых и подзолисто-глеевых почвах и сфагновых болот на торфяно-болотных почвах и торфах, из-за чего она и получила название лесоболотной, а не лесной.
Здесь находятся огромные площади таких водонасыщенных болот, как грядово-мочажинные, грядово-озерковые и топяные. В центральной части лесоболотной зоны климатические условия оптимальны для торфонакопления, которое происходит одинаково интенсивно и в понижениях рельефа, и на возвышенных междуречьях. Преобладающим типом болот являются грядово-мочажинные сфагновые торфяники.
На размещение господствующих типов растительности - лесов и болот - прежде всего влияет степень дренированности территории. К невысоким холмам и увалам междуречий, к склонам и террасам речных долин приурочены лесные массивы на подзолистых и дерново-подзолистых почвах. В условиях застойного увлажнения формируются болота. Промежуточное положение между ними занимают заболоченные леса на глеево-подзолистых и болотно-подзолистых почвах.
В лесоболотной зоне два основных типа природных комплексов - лесной и болотный - соседствуют и сопряжены друг с другом. Их взаимоотношения являются мощным источником перестройки внутризональной структуры и определяют основную тенденцию эволюции природы данной зоны. Особенно активны и агрессивны болотные комплексы. Они постоянно увеличивают свои размеры и наступают на окружающие территории. Это связано не только с тем, что болота консервируют влагу, но и с тем, что заболоченные леса (природные комплексы полугидроморфного типа) благоприятны для развития фитоценозов с моховым (особенно сфагновым) покровом. Избыточное увлажнение и ограниченные тепловые ресурсы способствуют накоплению мертвого органического вещества. Это приводит к образованию торфяных горизонтов почв и торфяников, которые, в свою очередь, начинают удерживать влагу. Таким образом, не только саморазвитие торфяных болот, но и развитие заболоченных лесов ведет к сокращению площади лесных комплексов.
Господствующим типом лесов в Западной Сибири являются темнохвойные леса из ели, пихты и кедра. Наряду с ними распространены сосновые леса и лиственничные из лиственницы сибирской, сосново-березовые и мелколиственные осиново-березовые леса. В направлении с севера на юг в пределах зоны изменяется состав лесообразующих пород и преобладающие типы болот, что связано с изменением климата. На этом основании лесоболотная зона Западной Сибири разделяется на четыре подзоны: северотаежную, среднетаежную, южнотаежную и мелколиственных лесов.
Северотаежная подзона характеризуется широким распространением многолетней мерзлоты и преобладанием безлесных крупнобугристых сфагновых болот, образующих обширные массивы. Леса здесь занимают около трети территории, характеризуются большой разреженностью и низкорослостью (8-10 м). Среди них преобладают лиственничные леса на подзолистых иллювиально-гумусовых почвах на песчаных грунтах. Более влажные местообитания на суглинистых и глинистых почвах занимают елово-березово-лиственничные и еловые леса на глеево-подзолистых и глеево-мерзлотно-таежных почвах.
В среднетаежной подзоне леса занимают более половины территории. 40% площади лесов приходится на сосновые леса, приуроченные к песчаным гривам, плато и приречным увалам. Особенно много их в западной, приуральской части подзоны. Около трети лесной площади занимают в подзоне темнохвойные леса из ели и кедра с примесью пихты (урманы). Заболоченная темнохвойная тайга с долгомошным и сфагновым покровом на болотно-подзолистых почвах наиболее распространена в центральной и восточной частях подзоны. Обширные водораздельные пространства занимают грядово-мочажинные сфагновые болота. Их поверхность часто поросла мелкой сосной, корявой березой и кустарниками (багульник болотный, Кассандра, подбел, карликовая березка).