高原無較大河流，無流範圍廣大。內陸河順撓曲作用形成的碟形窪地發育，多為間歇河，春季成幹穀，雨季有洪流。有些河流中途即消失成為無尾河，較大河流的末端往往形成尾閭湖。除尾閭湖外，有風蝕湖、河跡湖和構造湖。內蒙古高原是中國湖泊較多的地區之一，常年有水的湖泊湖水淺，麵積小，或為雨季湖。麵積在500平方千米以上的湖泊僅有達賚湖和貝爾湖（中蒙兩國共有）。額吉諾爾是著名鹽湖。
內蒙古地域廣袤，大部分地區屬溫帶氣候，大興安嶺北端屬寒溫帶氣候。自治區地處中緯度西風帶，在國家的內陸腹地，遠離海洋，故屬於較強的大陸性氣候，多數地區幹旱少雨，冬夏溫差懸殊。自治區東部有東北偏北和西南偏南走向的大興安嶺，中西部有東西走向的陰山山脈，這兩條山脈構成巨大的天然屏障，形成鮮明的氣候分野。大興安嶺主分水嶺以東和陰山主峰以南，為宜農氣候區，農牧結合以農為主；大興安嶺以西及陰山以北，為宜牧氣候區，牧農結合以牧為主；大興安嶺主峰兩側，是全國著名的林業區。大興安嶺以東與鬆遼平原相接，海拔在200～800米。陰山以南為黃河河套與土默特川平原，海拔800～1000米。上述兩地區地勢較低，相對多雨，有灌溉條件，同時夏半年有光、熱、水三者同步來臨之優勢，適宜發展農業；大興安嶺以西與陰山以北，屬於蒙古高原，海拔1000～1500米，地勢高寒，適宜放牧；往西，屬戈壁荒漠，雨量奇缺，宜於發展駱駝。
內蒙古絕大部分位於溫帶，從東北向西南跨幹旱四個幹濕區，季風僅影響東南部邊緣的狹長地帶，主要為溫帶大陸性氣候。這裏是寒潮進入我國首當其衝的地方，因而冬季嚴寒、夏季溫暖。全年的平均氣溫在-1℃～10℃之間，一月-23℃～10℃，七月達17℃～26℃，北部氣溫偏低；西部氣溫的年較差、日較差都很大。極端最低氣溫-49.6℃；極端最高氣溫達39.6℃（1961年6月9日，二連浩特）。全年無霜期60～160多天。年平均降水量在50～450毫米之間，東部迎風坡的降水較多。東北部蒸發較弱，為濕潤、半濕潤區。全年度降水的百分之七十集中在夏季。春旱及冬季的暴風雪最為影響農牧業生產的主要自然災害。風沙、霜凍、冰雹亦可成災。
土壤與植被
內蒙古高原的東部邊緣屬森林草原黑鈣土地帶，東部廣大地區為典型草原栗鈣土地帶，西部地區為荒漠草原棕鈣土地帶，最西端已進入荒漠漠鈣土地帶。
內蒙古高原是中國重要的牧場，草原麵積約占高原麵積的80％，屬歐亞溫帶草原區的一部分。植物種類以多年旱生中溫帶草本植物占優勢，最主要為叢生禾草，次為根莖禾草，雜類草及旱生小灌木和小半灌木成分。高原上草群的組成、高度、覆蓋度、產量和營養成分也呈東西向變化。森林草原帶的牧草高大茂密，種類多，草層高度50～60厘米，覆蓋度65％～80％，以雜類草為主，富含碳水化合物，每公頃產鮮草3～4.5噸，適宜飼養牛和馬。典型草原帶的牧草高度在30～40厘米，覆蓋度35％～45％，以禾本科牧草占優勢，蛋白質含量顯著增高，每公頃產鮮草1.5～3噸，是中國最大的綿羊及山羊放牧區。荒漠草原帶的牧草低矮、稀疏，草層高10～15厘米，覆蓋度15％～25％，種類貧乏，旱生、叢生小禾草和旱生小半灌木起建群作用，但脂肪和蛋白質的含量高，每公頃產鮮草0.75～1.5噸，適於放羊，且以山羊最多。荒漠帶以小半灌木占絕對優勢，草層高度15～50厘米，覆蓋度一般5％～10％，牧草質量差，含灰分高，具有帶刺含鹽的特點，每公頃產鮮草0.75噸以下，是中國駱駝主要產區之一。
內蒙古各類植物2351種，其中野生植物2167種，引種栽培的有184種。這些植物已分屬於133科，720屬，被列為第一批國家保護的珍稀野生植物的有24種。野生植物按經濟用途可分為十幾類。纖維植物有樟子鬆、落葉鬆、大葉草、蘆葦、紅柳等70多種。中草藥有人參、天麻、麻黃、肉蓯蓉、柴胡、甘草等500多種。榛子、山杏、金蓮花、鬆子等幾十種植物的種子是榨油的好原料。釀造的重要原料有越桔、篤斯、懸鉤子、山櫻桃等。幾十種食用植物中尤以猴頭、口蘑和發菜最負盛名。內蒙古獸類分屬於24科，有114種，占全國獸類450種的25.3%。獸類中具有產業價值的50餘種，珍貴稀有動物10餘種。鳥類分屬於51科，有365種，占全國鳥類的31%。被列入國家一、二、三類保護的獸類和鳥類共同49種。蒙古野驢和野駱駝屬於世界上最珍貴的獸類，馴鹿是內蒙古特有的動物，還有百靈鳥是自治區區鳥。全區有齧齒動物54種，約占全國種數的1/3，多屬害獸。