Полярный Урал отличается большой суровостью зим, кратковременностью лета, быстрой сменой сильных холодов и оттепелей. Здесь преобладает циклонический тип циркуляции воздушных масс. В течение всего года высокая относительная влажность воздуха. В вершинной части гор за год выпадает 1 000 - 1 400 мм осадков, третья часть из них приходится на холодное время года, две трети - на короткое прохладное лето.
В предгорьях и межгорных понижениях осадков выпадает 600 - 700 мм. Количество осадков увеличивается с высотой местности. Толщина снежного покрова в горах варьирует от 16 до 160 см, а местами достигает значительно большей величины. Неравномерность распределения снега связана с развитием метелевого переноса, приводящего к накоплению значительных масс снега по вогнутым формам рельефа. В горах отмечается более 100 метелей в году, в предгорьях они случаются в 2 - 3 раза реже.
Скорость ветра на открытых вершинах может достигать 40 м/с. Среднемесячные температуры января -20° - -22 °C, но в предгорьях могут быть и ниже.
Лето короткое, влажное и холодное. Повторяемость пасмурных и дождливых дней достигает 50 - 53%. На вершинах гор, имеющих высоты 1 000 м и более, в течение любого летнего месяца могут быть отрицательные температуры воздуха.
В предгорьях и межгорных понижениях лето на 5 - 10 °C теплее, чем на вершинах гор, реже выпадают осадки, хотя относительная влажность воздуха держится высокой. В горах и межгорных депрессиях всюду развита вечная мерзлота, залегающая на глубине 20 - 30 см.