На территории автономного округа расположены две физико-географические страны - Западно-Сибирская равнинная, представленная ее северной частью и занимающая почти всю территорию автономного округа, и горная - Полярный Урал, представленная Полярным Уралом и занимающая крайнюю северо-западную часть территории автономного округа.
В основном поверхность автономного округа представлена плоской равниной, выдвигающейся далеко на север и омывающейся холодными морями. Центральная часть равнины наиболее понижена (долины рек Пур и Таз).
Равнинность большей части поверхности, прогнутой в центральной части автономного округа, слабый дренаж, наличие в северной половине сплошной многолетней мерзлоты обусловливают ярко выраженную особенность - преобладание застойного увлажнения, наличие громадных болотистых массивов, нередко доминирующих по площади среди собственно зональных ландшафтов, и выраженную оглеенность зональных типов почв.
Значительная протяженность территории автономного округа с севера на юг обусловливает поступление неодинакового количества солнечной радиации, что и приводит к формированию хорошо выраженных в широтном направлении поясов растительности - зон. Исключение составляют Уральские горы, где широтная зональность нарушается, а смена растительности, связанная здесь с высотно-климатическим фактором, приводит к формированию вертикальной поясности растительности.
Самая северная полуостровная часть автономного округа занята широкой зоной тундр, которая занимает около 45% от всей площади автономного округа. Ее южная граница в западной части располагается немного севернее Полярного круга, в центральной части равнины она смещается к югу, а в восточной - опять отклоняется от него к северу. Смещение южной границы тундры на юг от Полярного круга способствует плохому дренажу местности и частому вторжению летом в этот район сложного и холодного арктического воздуха.
Протяженность тундровой зоны с севера на юг составляет около 700 - 750 км, с запада на восток - 500 км в северной части и около 750 км - в южной.
Такая значительная протяженность в широтном направлении приводит к формированию в зоне тундр четко выраженных ландшафтных подзон. Выделяются три подзоны: арктических, мохово-лишайниковых (типичных) и кустарниковых (южных) тундр.
Южнее зоны тундр расположена зона лесотундры, занимающая около 14% от всей площади автономного округа. Южная граница лесотундры проходит вблизи Полярного круга, отклоняясь к северу от него на востоке. Ее протяженность с севера на юг приблизительно от 50 км (на западе) до 150 км (на востоке), а с запада на восток - 700 км.