乌拉尔山脉气候是大陆性的,特点是温度两极化,不是奇高就是奇低;从北到南和从西到东,这一特点都逐步明显。在派霍伊山脉和极地乌拉山的气候都受到北冰洋和北大西洋调节作用的影响;在穆戈贾尔山和南乌拉山,夏季都有从中亚刮来炎热而干燥的风。乌拉尔山脉的风大多是西风,它们从大西洋带来降水,使得这里水系繁多。
尽管山势很低,但对水汽的分布有很大影响,西坡所接受的水汽就比东坡多。亚极地乌拉山和北乌拉山的西坡,降水量特大。向北和向南,降水量逐步减少。由于冬季西伯利亚反气旋中寒冷而干燥的空气十分强烈,在整个乌拉尔山脉各地,冬季都比夏季长些。