Западно-Сибирская равнина имеет вогнутую форму с приподнятыми краями и опущенной центральной частью. Для неё характерны незначительные колебания высот. Максимальные отметки (250–300 м) сосредоточены в западной (предуральской) и южной частях равнины, понижение — в центральной части (50–150 м) и в долинах рек (30–35 м).

По территории Западно-Сибирской равнины протекают крупнейшие российские реки: Обь, Иртыш, Енисей, расположены сотни тысяч озёр.