В степи поступление суммарной солнечной радиации составляет более 4100 МДж/м2 (до 4700 МДж/м2 в Кулундинской степи), а продолжительность солнечного сияния уменьшается с запада на восток, составляя в Омской области 2200-2300 ч, Алтайском крае — 2100-2200 ч, Новосибирской области — 2000-2100 ч, или 51-54 % на западе и 45-47 % на востоке зоны.
Средняя годовая температура воздуха в степи положительная и составляет от 0 до 1 °С. Средние январские температуры воздуха понижаются с -18 на западе до -20 °С на востоке зоны. Средняя июльская температура воздуха возрастает с запада (18 °С) на восток (20 °С). Условия перезимовки растений суровые — средний из абсолютных минимумов температуры воздуха за зиму -42…-39 °С при глубине промерзания почвы 120-240 см и частых сильных ветрах. Продолжительность безморозного периода в степи колеблется в пределах 119-133 дней, сумма температур воздуха выше 0 °С 2200-2600, а выше 10 °С — от 1950 на западе до 2350° в Алтайском крае.
В степи гидротермический коэффициент Г. Т. Селянинова достигает от 0,6-0,8 в Алтайском крае, в Тюменской области — 0,9. Таким образом, климат здесь от теплого до умеренно жаркого и от засушливого до недостаточно увлажненного. Количество осадков за год составляет от 230 до 320 мм, из них 150-250 мм при температуре воздуха выше 10 °С. Максимум осадков летом отмечается в Омской области. Снежный покров устанавливается в первой половине ноября, его высота 19-30 см в зависимости от открытости места. Разрушение устойчивого снежного покрова заканчивается в начале апреля.
Ветровой режим у земли в степной зоне характеризуется наибольшими средними за год скоростями ветра (4-6 м/с) на юге Западной Сибири. Сильные ветры отмечаются до 60 дней за год. Не редкость здесь пыльные бури — их повторяемость до 20 дней. Зимой и в переходные сезоны преобладают южные и юго-западные ветры, а летом — северные.