Якутія повна природних контрастів: завдяки різко континентального клімату амплітуда коливань температури повітря перевищує 100 ° С - від 40 ° С влітку до -60 ° С взимку. На території республіки Якутія, в Оймяконе, знаходиться полюс холоду Північної півкулі планети, де зафіксована температура -71,2 ° С. Зима в Якутії тривала, холодна і малосніжна, а літо коротке, на більшій частині посушливе з відносно високими температурами.
Взимку мала висота сонця зумовлюють короткий день на всій території Якутії, а за полярним колом наступають полярні ночі - сонце немов забуває про ці місця, тьма і напівтемрява запанують на кілька місяців. Іноді ясною вночі небі видно яскравими сполохами північного сяйва. Влітку завдяки порівняно великій висоті сонця, прозорості та сухості повітря переважають сонячні дні. Настає пора білих ночей: тривалість світлового дня досягає 20 годин на широті Якутська.
Мінімальні температури можуть досягати рекордних значень в Північній півкулі: -71,2 ° С в Оймяконе і -68 ° С в Верхоянську. У південних і південно-західних районах мінімальні температури можуть опускатися до -58-62 ° С. На узбережжях морів і островах температури не бувають нижче -46-52 ° С. У центральних районах мінімальні температури можуть знижуватися до -61-66 ° С.
Тривалість безморозного періоду, завдяки складності рельєфу і розташуванню території Якутії в різних фізико-географічних зонах, дуже різноманітна. Найбільша тривалість (95 днів) спостерігається в долині середньої течії ріки Лени. У тундрі безморозний період ледве сягає двох місяців, в окремі роки заморозки можуть спостерігатися протягом усього літа з перервами менше 30 днів. На островах безморозний період відсутня взагалі. У гірських районах тривалість безморозного періоду різна.
В середньому за рік на території республіки випадає опадів в твердому вигляді від 25% на півдні до 50% на островах; рідких опадів від 30% на островах до 70% на півдні; змішаних - від 5-6% в центральних районах до 16-17% на островах. З огляду на незначну кількість опадів, що випадають взимку, сніговий покрив на переважній території має невелику потужність. Число днів зі сніговим покривом на території коливається в межах від 200-210 на півдні Якутії до 250 в тундрової зоні.
На островах і узбережжі вона становить близько 260-280 днів. На території Якутії річне число похмурих днів по загальній хмарності коливається в межах 120-180 днів. Найменше число похмурих днів (120-130) відзначається на Центрально-Якутській рівнині і в районі Верхоянска, найбільше (160-180) - на островах і узбережжі північних морів. У тундрової і лесотундровой зонах, а також на півдні Якутії число похмурих днів коливається в межах 150-160 днів, на решті частини території республіки - в межах 130-150 днів. У районах полярного басейну в долині Вилюя і в басейнах Олекми і Алдана часто бувають тумани, що відрізняються своєю стійкістю, особливо в теплий період.
У холодний період року на більшій частині території в місцях з відповідними формами рельєфу та іншими фізико-географічними умовами, що сприяють застою холодного повітря, при температурі -42 ° С і нижче утворюються морозні (крижані) тумани. Вони виникають через додаткового надходження в повітря вологи в результаті спалювання палива та іншої виробничо-побутової діяльності людини. Стійкість цих туманів обумовлена потужними приземними інверсіями, тривалими низькими температурами повітря і малими швидкостями вітру. Ці тумани спостерігаються тільки в населених пунктах і носять чисто локальний характер.
Майже вся територія республіки лежить в зоні суцільної вічної мерзлоти. Протягом літа верхній шар грунту відтає на глибину лише до 3,5 м. До цього дня у вічній мерзлоті знаходять збереглися тіла велетенських доісторичних тварин. Унікальним об'єктом є знамените «Берелехского кладовищі», де знайдені останки 150 мамонтів. На заході Якутії виявлено найпотужніший в світі шар вічної мерзлоти - до 1500 м. У Якутську знаходиться Інститут з вивчення вічної мерзлоти і підземна лабораторія, відкрита для відвідування.