На климат Восточно-Европейской равнины оказывают влияние ее положение в умеренных и высоких широтах, в также соседние территории (Западная Европа и Северная Азия) и Атлантический и Северный Ледовитый океаны. Суммарная солнечная радиация за год на севере равнины, в бассейне Печоры, достигает 2700 мДж/м2 (65 ккал/см2), а на юге, в Прикаспийской низменности, 4800-5050 мДж/м2 (115-120 ккал/см2). Распределение радиации по территории равнины резко меняется по временам года. Зимой радиация значительно меньше, чем летом, и более 60% ее отражается снежным покровом. В январе суммарная солнечная радиация на широте Калининград — Москва — Пермь составляет 50 мДж/м2 (около 1 ккал/см2), а на юго-востоке Прикаспийской низменности около 120 мДж/м2 (3 ккал/см2). Наибольшей величины радиация достигает летом и в июле ее суммарные значения на севере равнины около 550 мДж/м2 (13 ккал/см2), а на юге — 700 мДж/м2 (17 ккал/см2).
Круглый год над Восточно-Европейской равниной господствует западный перенос воздушных масс. Атлантический воздух летом приносит прохладу и осадки, а зимой — тепло и осадки. При движении на восток он трансформируется: летом становится в приземном слое более теплым и сухим, а зимой — более холодным, но также теряет влагу. За холодное время года из различных частей Атлантики на Восточно-Европейскую равнину приходит от 8 до 12 циклонов. При их движении на восток или северо-восток происходит резкая смена воздушных масс, способствующая то потеплению, то похолоданию. С приходом юго-западных циклонов — атлантико-средиземноморских — (а их бывает за сезон до шести) на юг равнины вторгается теплый воздух субтропических широт. Тогда в январе температура воздуха может подняться до 5°-7°С и, конечно, наступают оттепели.
С приходом на Русскую равнину циклонов из Северной Атлантики и Юго-Западной Арктики связано вторжение холодного воздуха. Он входит в тыловую часть циклона, и тогда арктический воздух проникает далеко на юг равнины. Арктический воздух поступает свободно на всю поверхность и по восточной периферии антициклонов, медленно передвигающихся с северо-запада. Антициклоны часто повторяются на юго-востоке равнины, обусловленные влиянием Азиатского максимума. Они способствуют вторжению холодных континентальных масс воздуха умеренных широт, развитию радиационного выхолаживания при малооблачной погоде, низких температур воздуха и образованию маломощного устойчивого снежного покрова.
В теплый период года, с апреля, циклоническая деятельность протекает по линиям арктического и полярного фронтов, смещаясь к северу. Циклональная погода наиболее типична для северо-запада равнины, поэтому в эти районы с Атлантики часто приходит прохладный морской воздух умеренных широт. Он понижает температуру, но в то же время от подстилающей поверхности нагревается и дополнительно насыщается влагой за счет испарения с увлажненной поверхности.
Циклоны способствуют переносу холодного воздуха, иногда арктического, с севера в более южные широты и вызывают похолодание, а иногда и заморозки на почве. С юго-западными циклонами (6-12 за сезон) связано вторжение на равнину влажного теплого тропического воздуха, который проникает даже в лесную зону. Очень теплый, но сухой воздух формируется в ядрах отрога Азорского максимума. Он может способствовать образованию на юго-востоке равнины засушливых типов погод и засух.
Положение январских изотерм в северной половине Восточно-Европейской равнины субмеридиональное, что связано с большей повторяемостью в западных районах атлантического воздуха и меньшей его трансформацией. Средняя температура января в районе Калининграда составляет -4°С, в западной части компактной территории России около -10°С, а на северо-востоке -20°С. В южной части страны изотермы отклоняются к юго-востоку, составляя -5...-6°С в районе низовьев Дона и Волги.
Летом почти всюду на равнине важнейшим фактором в распределении температуры является солнечная радиация, поэтому изотермы в отличие от зимы располагаются в основном в соответствии с географической широтой. На крайнем севере равнины средняя температура июля повышается до 8°С, что связано с трансформацией поступающего из Арктики воздуха. Средняя июльская изотерма 20°С идет через Воронеж на Чебоксары, примерно совпадая с границей между лесом и лесостепью, а Прикаспийскую низменность пересекает изотерма 24°С.
Распределение осадков по территории Восточно-Европейской равнины находится в первую очередь в зависимости от циркуляционных факторов (западного переноса воздушных масс, положения арктического и полярного фронтов и циклонической деятельности). Особенно много циклонов перемещается с запада на восток между 55-60° с.ш. (Валдайская и Смоленско-Московская возвышенности). Эта полоса является наиболее увлажненной частью Русской равнины: годовая сумма осадков здесь достигает 700-800 мм на западе и 600-700 мм на востоке.
На увеличение годовой суммы осадков важное влияние оказывает рельеф: на западных склонах возвышенностей выпадает на 150-200 мм осадков больше, чем на лежащих за ними низменностях. В южной части равнины максимум осадков приходится на июнь, а в средней полосе — на июль.
Зимой образуется снежный покров. На северо-востоке равнины его высота достигает 60-70 см, а продолжительность залегания до 220 дней в году. На юге высота снежного покрова уменьшается до 10-20 см, а продолжительность залегания — до 60 дней.
Степень увлажнения территории определяют соотношением тепла и влаги. Ее выражают различными величинами: а) коэффициентом увлажнения, который на Восточно-Европейской равнине изменяется от 0,35 в Прикаспийской низменности до 1,33 и более на Печорской низменности; б) индексом сухости, который изменяется от 3 в пустынях Прикаспийской низменности до 0,45 в тундре Печорской низменности; в) средней годовой разностью осадков и испаряемости (мм). В северной части равнины увлажнение избыточное, так как осадки превышают испаряемость на 200 мм и более. В полосе переходного увлажнения от верховьев рек Днестра, Дона и устья Камы количество осадков примерно равно испаряемости, а чем южнее от этой полосы, тем испаряемость все больше превышает осадки (от 100 до 700 мм), т.е. увлажнение становится недостаточным.
Различия в климате Восточно-Европейской равнины влияют на характер растительности и на наличие достаточно ясно выраженной почвенно-растительной зональности. Б.П. Алисов, учитывая особенности радиационного режима и циркуляцию атмосферы (перенос воздушных масс, их трансформацию, циклоническую деятельность), выделяет на Восточно-Европейской равнине два климатических пояса — субарктический и умеренный, а в их пределах пять климатических областей. Во всех областях происходит увеличение континентальности климата к востоку. Это связано с тем, что в западных районах преобладают процессы, связанные с влиянием Атлантики и более активным циклогенезом, а в восточных районах сказывается влияние континента. Такая закономерность в изменении климата объясняется проявлением секторности.
