Климат округа умеренный континентальный, характеризующийся быстрой сменой погодных условий, особенно осенью и весной, а также в течение суток. На формирование климата существенное влияние оказывает защищённость территории с запада Уральским хребтом, а также открытость с севера, способствующая беспрепятственному проникновению холодных арктических масс. Немаловажную роль играет равнинный характер местности с большим количеством рек, озёр и болот.
Зима суровая и продолжительная с устойчивым снежным покровом, лето короткое и сравниетльно тёплое. Для переходных сезонов (весна, осень) характерны поздние весенние и ранние осенние заморозки. Средняя температура января по округу колеблется в пределах - 18-24C. Наиболее низкие температуры воздуха (до -60-62C) были зарегистрированы в долине реки Вах в Нижневартовском районе.
Продолжительность периода с отрицательной температурой воздуха может достигать 7 месяцев, с октября по апрель; с устойчивым снежным покровом - 180-200 дней - с конца октября до начала мая. До середины июня нередки заморозки. Самый тёплый месяц июль характеризуется средними температурами от 15,0C (на северо-западе) до 18,4C (на юго-востоке). Абсолютный максимум достигает 36C. Годовая продолжительность солнечного сияния по округу составляет 1600-1900 часов, в Ханты-Мансийске - 1765 часов (для сравнения: в Санкт-Петербурге - 1563, Курске - 1775, Киеве - 1843 часа). Летом преобладающее направление ветра северное, в отличие от зимы, когда чаще наблюдается южный ветер. Годовое количество осадков - 400-620 мм. Высота снежного покрова от 50 до 80 см. Максимум осадков приходится на тёплое время года. Даже при сравнительно небольшом их количестве величины испарения весьма несущественны, в результате чего вся территория региона располагается в зоне избыточного увлажнения.
Древовидный вид