Большую часть территории района занимает Западно-Сибирская равнина. На юго-востоке расположена горная система Алтай – самая высокая часть Западной Сибири (гора Белуха – 4506 метров). Большая часть Западной Сибири расположена в пределах континентального климата умеренного пояса, а северная ее часть находится в пределах субарктического и арктического поясов, поэтому ее климат носит континентальный характер. Западная Сибирь охватывает пять природных зон: тундру, лесотундру, тайгу, лесостепь и степь. Большая часть Западной Сибири заболочена, здесь наибольшая площадь болот в мире.
Реки Западной Сибири принадлежат бассейну Карского моря. Самая крупная водная артерия - Обь с притоком Иртыш - относится к числу величайших рек земного шара. Река Обь образуется при слиянии Бии и Катуни, берущих начало на Алтае, и впадает в Обскую губу Карского моря. Среди рек России она занимает первое место по площади бассейна и третье по водности. В лесной зоне, до устья Иртыша, Обь принимает свои основные притоки: справа - реки Томь, Чулым, Кеть, Тым, Вах; слева - реки Парабель, Васюган, Большой Юган и Иртыш. Наиболее крупные реки севера Западной Сибири - Надым, Пур и Таз - берут свое начало на Сибирских Увалах.
Флора Западной Сибири беднее по сравнению со смежными регионами примерно в 1.5 раза, особенно велик разрыв для таежной и тундровой зон. Более высоким относительным разнообразием характеризуется фауна Западной Сибири. Так, в четырех основных отрядах млекопитающих Западной Сибири насчитывается 80 видов, для Восточной Сибири и Европейской России - соответственно 94 и 90. Видов общих с Восточной Сибирью - 13, с Европейской Россией - 16, общих для всех трех регионов - 51; встречающихся только в Западной Сибири - нет. Наибольшим разнообразием отличается фауна птиц, основная часть видов которых в Западной Сибири - перелетные. По общему количеству видов птиц Западная Сибирь ни в одном зональном участке существенно не уступает смежным регионам, а по водоплавающим и околоводным превосходит их.

Most of the territory of the district is occupied by the West Siberian Plain. In the south-east is the Altai mountain system – the highest part of Western Siberia (Mount Belukha – 4506 meters). Most of Western Siberia is located within the continental climate of the temperate zone, and its northern part is located within the subarctic and Arctic zones, so its climate in nature is continental. Western Siberia covers five natural zones: tundra, forest tundra, taiga, forest-steppe and steppe. Most of Western Siberia is swampy, with the largest area of swamps in the world.
The rivers of Western Siberia belong to the Kara Sea basin. The largest waterway - the Ob with the Irtysh tributary - is one of the greatest rivers of the globe. The Ob River is formed at the confluence of Biya and Katun, originating in Altai, and flows into the Ob Bay of the Kara Sea. Among the rivers of Russia, it ranks first in terms of basin area and third in terms of water content. In the forest zone, up to the mouth of the Irtysh, the Ob receives its main tributaries: on the right - the Tom, Chulym, Ket, Tym, Vakh rivers; on the left - the Parabel, Vasyugan, Bolshoy Yugan and Irtysh rivers. The largest rivers in the north of Western Siberia - Nadym, Pur and Taz - originate on the Siberian Uvalas.
The flora of Western Siberia is about 1.5 times poorer in comparison with adjacent regions, the gap is especially large for the taiga and tundra zones. The fauna of Western Siberia is characterized by a higher relative diversity. Thus, there are 80 species in the four main orders of mammals of Western Siberia, 94 and 90 for Eastern Siberia and European Russia, respectively. There are 13 species in common with Eastern Siberia, 16 with European Russia, 51 common to all three regions; there are none found only in Western Siberia. The greatest diversity is distinguished by the fauna of birds, the main part of which species in Western Siberia are migratory. In terms of the total number of bird species, Western Siberia is not significantly inferior to adjacent regions in any zonal area, and surpasses them in terms of waterfowl and near-water.