Растительность Западной Сибири, так же как и ее почвы, отличается двумя особенностями: во-первых, она обладает выраженными чертами географической зональности на равнине и высотной поясности в горах, а во-вторых, из-за сложного рельефа и не менее сложной истории своего формирования ее покров отличается мозаичностью, а также сложными сочетаниями разных растительных сообществ и даже целых типов растительности — лесов, болот, лугов, степей и т. д. На Крайнем Севере располагается зона тундры, южнее — неширокая зона лесотундры, за нею лежит обширная лесоболотная зона, которая занимает более 60% всего пространства Западной Сибири. На севере эта зона начинается неширокой полосой редколесий, а на юге заканчивается лиственнолесной подзоной березняков с примесью осины. Южнее лесоболотной зоны протянулась зона лесостепи, занимающая 10% общей площади всей Западной Сибири; и, наконец, на самом юге равнину замыкает зона степи, внутри которой имеются несколько «островов» полупустыни. Похожую смену типов растительности можно наблюдать и по мере поднятия в горы. Предгорную степь выше сменяет пояс предгорной лесостепи, ее в свою очередь — довольно обширный пояс горных лесов, еще выше идут пояса альпийских лугов, горных тундр, над которыми располагаются уже только гольцы и снежники. Вследствие сложного строения поверхности, а также длительной и тоже не простой истории формирования растительного покрова в каждой зоне, хотя и преобладает какой-нибудь один тип растительности, но одновременно наблюдается и «смешение типов», их комплексность: например, в лесной зоне кроме лесов много болот, встречаются также участки тундры, луга, кустарниковые заросли.

Проведенные за последние годы исследования позволили вычислить суммарную площадь, занятую каждым типом растительности. Так, на болота приходится 35% всей территории Западной Сибири; на долю всех хвойных и лиственных лесов приходится 30%; на луга и степи — 7%; на тундры и кустарниковые заросли — 13%; остальные 20% — это воды, овраги, пески, гольцы, каменистые россыпи, снежники. Если сравнить растительный покров Западной Сибири и Русской равнины, то при общих чертах схемы их зональности между ними имеются и существенные различия. Так, древесная растительность лесотундры представлена главным образом лиственницей сибирской и лиственницей Сукачева, а не елью, как в Европейской части; в лесоболотной зоне среди хвойных преобладают кедр и сосна, а не ель, как на Русской равнине; в составе лесов Западной Сибири много березы и осины, которые стали постоянными компонентами сибирской тайги с палеогена, а может быть и много раньше — с мелового периода. В западносибирских горных лесах преобладают кедр, лиственница, а пихта с осиной образуют своеобразную формацию «черни», или «черневой тайги».

Широколиственные леса, распространенные на Русской равнине, здесь, в Западной Сибири, из-за холодного и континентального климата исчезли еще с конца плиоцена. Только как их реликт сохранились встречающиеся в южной части равнинной тайги и в низкогорной половине черневых лесов Кузнецкого Алатау небольшие участки липы. Лесостепная зона Западной Сибири в отличие от европейской представлена не дубом, а березой и осиной, хотя в лесостепных лесах и березовых колках встречается спутник дубовых лесов многолетнее травянистое растение сныть. Можно предполагать, что именно из-за этого растения русские переселенцы назвали здешние березовые леса «сибирскими дубравами».

Оригинален и довольно богат флористический состав растительного покрова Западной Сибири. Флора высших (цветковых) растений состоит из 3380 видов, что значительно превосходит состав флоры Русской равнины. Среди них деревьев насчитывается 40 видов, кустарников — 230, полукустарников — 65, многолетних травянистых растений — 2422, одно-, двухлетних трав — 623. По характеру возможного хозяйственного использования видовой состав этой флоры таков: лекарственных растений — 800, кормовых — 785, медоносных — 450, декоративных видов — 300, эфироносных — 75, ягодных — 28.