[1]​ Cubre un área de 2.700.000 km² (la tercera parte de Siberia),[2]​ y se extiende, en dirección N-S, 2500 km, desde el océano Ártico hasta el macizo de Altái, los montes Sayanes y las montañas Baikal; y, en dirección E-O, 1900 km, desde el río Yeniséi a los montes Urales.

Dado que todos estos ríos desaguan en dirección norte hacia el Ártico, en la primavera comienzan a deshelar las partes más meridionales que no pueden desaguar dado que las partes más al norte aún se mantienen heladas y por ello todos estos ríos se desbordan anegando amplias zonas próximas, dejando grandes lagos y pantanos.

Los inviernos en la llanura de Siberia Occidental son duros y largos, con un clima subártico o continental.

Además del Yeniséi, otros ríos principales de la llanura Siberiana Occidental son, de oeste a este, el Irtysh, el Ob, el Nadym, el Pur y el Taz.

[7]​ Los depósitos glaciares se extienden hasta el sur de la confluencia Ob-Irtysh, formando ocasionales colinas y crestas bajas, incluyendo la Meseta de Ob en el sur,[8]​ pero, por lo demás, la llanura es sumamente plana y sin rasgos característicos.

En el sur de la llanura, donde el permafrost está en gran parte ausente, los ricos pastizales que son una extensión de la estepa kazaja formaban la vegetación original, que a principios del siglo XXI había sido talada casi en su totalidad.

La llanura de Siberia Occidental, tiene una flora diversa influenciada por su vasta extensión y condiciones climáticas variables.

Los arbustos incluyen caragana y otras especies resistentes a la sequía.

En las turberas hay musgos de esfagno y otras plantas adaptadas a pantanos.

[24]​ En los ríos se encuentran peces como el esturión siberiano (Acipenser baerii) encontrado en el sistema fluvial Ob-Irtysh, estos peces antiguos son notables por su importancia económica; y el lucio del norte (Esox lucius) un depredador común en los lagos y ríos de agua dulce de la llanura.

[25]​[26]​ La lagartija vivípara (Zootoca vivipara) es uno de los pocos reptiles que puede sobrevivir en los climas más fríos de la taiga norte y la tundra; la salamandra siberiana (Salamandrella keyserlingii) puede sobrevivir al frío extremo, con la capacidad de congelarse durante el invierno y descongelarse en primavera.