İç Anadolu Bölgesi kara ikliminin etkisi altındadır. Doğusunda dağlık ve yüksek Doğu Anadolu Bölgesi'nin yer alması; güney, batı ve kuzey kesimlerini kuşatan dağlık alanların denizle olan etkileşimi kesmesi bölgede kara ikliminin egemen olmasına yol açar. Yazların sıcak ve kurak geçtiği bölgede kışlar oldukça soğuk ve kar yağışlıdır. Doğu Anadolu Bölgesi'ne komşu olan Yukarı Kızılırmak bölümü bölgede kışların en soğuk olduğu kesimdir. Bazı kışlar Sivas'ta hava sıcaklığının -34°C'ye kadar düştüğü saptanmıştır. Bölgenin öteki kesimlerinde kar yağışlı günlerin sayısı yılda ortalama 10 gün, yerin karla örtülü olduğu günlerin sayısı 20-30 günken, bu süre Sivas'ta iki aya kadar ulaşır. Bölgenin ve Türkiye'nin en az yağış alan kesimi Konya bölümüdür. İç Anadolu Bölgesi'ndeki başlıca kentler, iç kesimlere oranla daha çok yağış alan ve su kaynakları daha çok olan dağ etekleri boyunca yer alır. Doğuya doğru gidildikçe en yağışlı mevsim kıştan ilkbahara kayar.
İç Anadolu Bölgesi'nin doğal bitki örtüsü genellikle bozkır (step) görünümündedir. Bu bozkırlar, eskiden bölgede geniş yer kapladığı bilinen ormanların yok olmasıyla ortaya çıkmıştır. İç Anadolu Türkiye'nin orman açısından en yoksul bölgelerinden biridir. Bölgeyi kuşatan dağların alçak kesimlerinde meşe, yüksek kesimlerinde de çam topluluklarına rastlanır.