Шығыс Қазақстан - бірегей Ландшафттардың бірегей аумағы. Батысында Ертіс аңғарлары, солтүстігі мен шығысында Алтай таулары орналасқан. Оңтүстігінде Саур және Тарбағатай жоталарымен шектесетін Зайсан ойпаты созылып жатыр. Рудный Алтайдың ормандарында өсімдіктердің мыңнан астам түрі, көптеген жануарлар мен құстар кездеседі.
Таулы, таулы - тайга, таулы-шалғынды, орманды, орманды-дала, дала, аңғар, шөлейт және шөлді ландшафттар басым. Аумақтың басым бөлігін Рудный және Оңтүстік Алтай, Қалба, Саур-Тарбағатай тау жүйелері алып жатыр. Таулардың биіктігі - 800 - ден 1500 м-ге дейін, Алтай шығысында-3000-4000 м-ге дейін (Белуха тауы-4506 м). Алтайдың қазақстандық бөлігінде жалпы ауданы 99,1 шаршы км болатын 350-ге жуық мұздықтар бар. Олардың ішіндегі ең ірілері-Зайсан және Алакөл.
Шығыс Қазақстанның батыс бөлігін Қазақтың ұсақ шоқысы алып жатыр. Тау етегіндегі жазықтар бетегелі - әр түрлі шөпті және бетегелі типті далалардың басым болуымен сипатталады. Ертіс аңғары-облыстың ең жазық бөлігі. Зайсан шұңқырында жусан және жусан-тұзды шөлді далалары дамыған.
Климаты күрт континенталды, ауа температурасының үлкен тәуліктік және жылдық амплитудасы бар. Қысы қатал, жазы ұзақ, ыстық. Қыста абсолютті минималды температура -52 градус, жазда максималды температура +46 градус.
Жауын-шашын өте біркелкі емес. Биік таулы аудандарда 1000-1500 м. астам, таулардың етегінде 400-500 мм, Зайсан шұңқырында жылына 130-200 мм. Облыстың солтүстігінде вегетациялық кезеңнің ұзақтығы - 176 тәулікке дейін, оңтүстігінде - 198 тәулікке дейін.
Шығыс Қазақстанда Оңтүстік Алтайдың бірегей бұрышы - Марқакөл ұлттық қорығы орналасқан, оның інжу-маржаны - Марқакөл көлі, ойпатта орналасқан және солтүстік жағында Күршім тау жотасымен қоршалған, оңтүстігінде – Азутау таулары (2385 м) орналасқан. Көлдегі су мөлдір және жұмсақ, бірақ көлдің негізгі құндылығы – ақсерке тұқымдасының балықтары-майқан. Марқакөл көлі-бұл балықтың жалғыз тіршілік ету ортасы.
Катонқарағай ұлттық паркі табиғи және тарихи нысандардың алуан түрлілігімен назар аударады: оның ішінде Берел жер қорымы, Көк-көл сарқырамасы, Рахман кілттері (ыстық бұлақтар), Көк-көл кен орындары және Ұлы Жібек жолының солтүстік (Алтын) тармағы Әсем Укок үстіртін кесіп өтеді.
Батыс Алтай қорығы Риддер ауданы мен Алтай ауданының аумағында, облыстың солтүстік-шығысында орналасқан. Қорық алаңында мұздық шыққан шағын таулы көлдердің едәуір бөлігі шашыраңқы. Қорықтың тағы бір ерекшелігі-ағынды батпақтарды құрайтын, содан кейін өзендерге қосылатын көптеген ағындардың болуы. Мұндағы ең үлкен өзендер - қара Уба, Белая және Борсық. Ең үлкен көлдер-Щербакова және Кедровое. Мұнда батыс алтайдың ең биік батпағы — "Гүлбит" орналасқан.
Өсімдік жамылғысы алуан түрлі және ендік пен тік аймақтарға бағынады.
Таулы аудандарда солтүстігінде 400-ден 800 м-ге дейін (теңіз деңгейінен жоғары) және оңтүстігінде 600-ден 1300 м-ге дейін әр түрлі шөпті және бұталы өсімдіктері бар тау-дала белдеуі (шабындық, итмұрын, Акай, акация, долана - таулардың баурайында; тал, итмұрын, құс шие, вибурнум, қарақат, құлмақ, қарақат-өзен аңғарларында).
Солтүстігінде 800-ден 1700 м-ге дейін және оңтүстігінде 2300 м-ге дейін орман белдеуі басым (қайың, көктерек, терек, балқарағай, шырша, шырша, балқарағай, түрлі бұталар). Ормандар 2 млн. гектардан астам аумақты алып жатыр.
2000-нан 3000 м-ге дейін. субальпілік және альпілік шалғындар аймағы жатыр. Кобрезия, күйік, манжет шабындықтары бар, гентиан, астера, сары май, примула және т. б.
Альпілік шалғындардың үстінде тас шашыраңқы және тау тундрасының бөліктері орналасқан. Қар мен мұздықтар одан да жоғары. Алакөл бассейнінің айналасын құмдар, сортаңдар мен сортаңдар алып жатыр және шөлді білдіреді. Ертіс жайылмасында қайың-көктерек-терек ормандары, бұталар мен су басқан шалғындар өседі.
Шығыс Қазақстан-фармацевтика өнеркәсібі үшін ең құнды дәрілік өсімдіктердің негізгі жеткізушісі (теңіз шырғаны, қызғылт родиола (Алтын тамыр), мақсары левзея (Марал тамыры), Пенни (белок тамыры).
Аймақтың фаунасы бай және алуан түрлі. Мұнда құстардың 400-ден астам түрі, сүтқоректілердің 60-қа жуық түрі мекендейді. Бұл аю, тиін, ермин, қарақұйрық, алатышқан, ұшатын тиін, сілеусін, бұлғын, қасқыр, түлкі, қоян, бұлан, марал, елік, барс, арқар, Сібір тау ешкісі, жабайы қабан, кеміргіштердің көптеген түрлері, бауырымен жорғалаушылар. Құстардан: аққу, қара Лейлек, күміс шағала, бейнеарық, сарыайдар үйрек, қаздар, тырналар, суқұзғын және басқалар.
Өзендер мен көлдер балыққа бай (язь, табан, сазан, шортан, хариус, алабұға, мөңке, сылан, бекіре).
