Oʻrta Osiyo hududining 4/5 qismi tekisliklardan iborat, qolgan qismini togʻliklar tashkil qiladi. Tekisliklarning Qozogʻiston past togʻlaridan gʻarb va janubi-gʻarbdagi qismi Turon tekisligi deb ataladi. U tektonik jihatdan mezozoy va kaynozoy yotqiziqlari bilan toʻlgan katta botiqqa toʻgʻri keladi. Uning ostki qismi tektonik harakatlar natijasida kuchli oʻzgargan paleozoy jinslari qatlamlaridan tuzilgan qattiq fundamentdan iborat. Bu fundament yer yuzasidan turli chuqurliklarda yotadi, ayrim joylari past koʻrinishida yer yuzasiga chiqib qolgan.
Oʻrta Osiyo tekisliklari sharq va janubiy tomonlarida Tarbagʻatoy, Tyanshan, HisorOlay, Pomir, Hindukush, Safedkoʻh, Nishopur togʻlari bilan oʻralgan. Ularning koʻpchiligi baland togʻlar boʻlib, 6 ming m dan baland boʻlgan 136 ta choʻqqisi bor. Ayrim choʻqqilarning bal. esa 7—7,5 ming m ga yetadi.
Oʻrta Osiyo togʻlarining xususiyati shundan iboratki, tizmalar va ularni ajratib turgan daryo vodiylari va botiqlar koʻpincha kengliklar boʻylab choʻzilgan. Ular bilan birgalikda koʻndalang togʻ tizmalaridan iborat orografik tugunlar (yoki markadlar) mavjud. Bunday togʻ tugunlari Tyanshan, Pomir va Hisor— Olay togʻlarida 16 ta boʻlib, ular muzlik markazlaridir.
Oʻrta Osiyoning umumiy iklim belgilari — oftobli kunlarning koʻp boʻlishi, kontinentallik va yogʻinning kamligidir. Hududning katta qismini egallagan choʻl va chala choʻllarda bu belgilar, ayniqsa, sezilarli. Bu yerga yogʻinlarni Atlantika okeanidan keladigan havo massalari olib keladi. Tropik kengliklardan tashqarida gʻarbdan sharqqa yoʻnalgan nam havo oqimlari Oʻrta Osiyo hududiga maʼlum darajada quruq va yozda qizigan holda kirib keladi. Shu sababli Oʻrta Osiyo iqlimi qurgʻoqchil. Bu yerda yillik temperatura amplitudasi qoʻshni oʻlkalardagiga nisbatan kattaroq, yaʼni iqlimning kontinentalligi yuqoriroq darajada boʻladi va shu maʼnoda Sharqiy Sibirdan keyinda turadi. Oʻrtacha yillik havo temperaturasi Oʻrta Osiyo tekisliklarida 0° dan yuqori: chekka shimolida 1—2°, janubida 18° gacha. Togʻlik qismida dengiz sathidan 2200–2500 m balandlikda —5°, —8° gacha pasayishi mumkin. Mutlaq past temperatura togʻlar va baland togʻlarda —16° dan (janubida) —50°gacha (shimolida).
Oʻrta Osiyoning tekislik qismida iyulning oʻrtacha havo temperaturasi, shimolida 20—22°, janubida 30—31° boʻladi. Eng yuqori temperatura tekislik va togʻ etaklarida 42°, 50° atrofida, togʻlarda esa, 3000 m dan balandlikda 22—24°. Yillik yogʻin miqdori ham bir tekis taqsimlanmagan. Qizilqum va Qoraqumda 100–150 mm, togʻlarda 800–900 mm va undan ortiq. Eng kam yogʻin Sharqiy Pomirda kuzatiladi (26 mm).
Oʻrta Osiyo oʻlkasida iqlim xususiyatlari tafovutiga koʻra ikkita kichik iqlim oʻlkasi — subtropik iklim xususiyatlariga ega boʻlgan Turon kichik oʻlkasi va moʻʼtadil iqlim xususiyatlariga ega boʻlgan Qozogʻiston kichik oʻlkasidir. Bular orasidagi chegara Qoraboʻgʻozgoʻl qoʻltigʻi shimoli, Ustyurtning janubiy chinki, Qoraqum va Qizilqumning shimoliy chegarasi Qoratogʻ tizmasi, Talas Olatovi va Fargʻona tizmasidan oʻtadi.
Oʻrta Osiyo okeanlardan uzoq boʻlgani va togʻlar bilan oʻralgani uchun berk oʻlka hisoblanadi. Orol dengizi, Balxash koʻli, Issiqkoʻl va boshqalar mayda berk havzalar bor. Yirik daryolari Amudaryo va Sirdaryo. Oʻrta Osiyoda daryolarning zichligi 1 km²ga 0,002 km. Togʻlik qismida esa tekisliklarga qaraganda daryo koʻp (12 ming). Ular yomgʻir, qor, muzlik, yer osti suvlaridan toʻyinadi. Suvi, asosan, sugʻorishga sarf boʻladi.
Oʻrta Osiyoda turlituman tuproqlar tarqalgan. Ular tekisliklarda kengliklar boʻylab zonalar hosil qilib, shimoliy dan jan.ga tomon (toʻq kashtan, och kashtan, qoʻngʻir va sur qoʻngʻir, qumli choʻl tuproqlari) almashinib boradi. Taqirlar va taqirsimon tuproqlar, shoʻrxok va shoʻrtoblar uchraydi. Togʻlarda esa tuproqlar balandlik mintaqalarini hosil qilgan. Moʻʼtadil mintaqaning choʻl zonasiga tutash Jungʻariya Olatovi va Shimoliy Tyanshan tizmalarida quyidagi balandlik mintaqalar uchraydi: 1) choʻldashtdan iborat togʻ etaklarining shimoliy boʻz tuproqlari; 2) quruq va dasht hamda past togʻlardagi kashtan tuproqlar; 3) oʻtloqidasht va oʻrtacha balandliklardagi togʻoʻrmon toʻq tusli tuproqlar; 4) qoraqaragʻayoqqaragʻay oʻrmonlaridagi qora tuproqsimon togʻ oʻtloqi va togʻoʻtloqi tuproqlar; 5) subalp va alp oʻtloqlardagi torfli togʻ oʻtloqi va chala torfli tuproqlar; 6) muzliklar va qorliklar.
Gʻarbiy Tyanshan, HisorOlay va Kopetdogʻ tizmalarida balandlik mintaqalari boshqacharoq. Pastdan yuqoriga: 1) togʻ oldi quruq dasht chala savannalari boʻz tuproqlari; 2) har xil oʻtlar va butalar, dasht chala savannalari karbonatli jigarrang tuproqlar; 3) oʻrtacha balandlikdagi togʻ quruq oʻtli oʻrmon va buta oʻsimliklari jigarrang tuproqlari; 4) subalp dashtlari togʻoʻtloqi dashtlar; 5) alp dashtlari togʻoʻtloqi dasht va chala torfli togʻoʻtloqlari; 6) muzliklar va qorlar.
Ichki Tyanshan va Pomirdagi balandlik mintaqalari: 1) shuvoqboshoqli oʻtlardan iborat dasht och rangli oʻtloqi chala choʻl tuproqlar; 2) chalovli dashtlardagi quruq dasht, choʻldasht va choʻl tuproqlari; 3) balandtogʻ quruq tundralari; 4) muzliklar va qorliklar. Pomir uchun balandtogʻ shuvoq va teresken oʻsimliklari mintaqasi xos.
Oʻrta Osiyoda Markaziy Osiyoning Palearktika oʻlkasi hayvonlari yashaydi. Sut emizuvchilardan qumsichqon va qoʻshoyoqlarning har xil turlari, sariq yumronqoziq, ingichka barmoqli yumronqoziq, antilopa — jayran, qulon, olakoʻzan, qoraquloq, choʻl mushugi va sabancha, gepard va boshqalar uchraydi. Qushlardan xoʻjasavdogar, goʻngqargʻa, chumchuqlar, moyqut, chil, tuvaloq kabilar; sudralib yuruvchilardan qurbaqabosh kaltakesak, choʻl agamasi, echkemar, yoʻlioʻl kaltakesak, gekkon va boshqalar, ilonlardan oʻqilon, choʻl boʻgʻma iloni, charx ilon, koʻlbor ilon, kapcha ilon, qalqonbosh ilon va boshqalar uchraydi. Toshbaqalar keng tarqalgan. Hasharotlardan har xil qoʻngʻizlar, asalarilar, arilar, chumolilar, kapalaklar; oʻrgimchaksimonlardan biy, qoraqurt, chayonlar uchraydi. Toʻqaylarda qirgʻovul, kobon, toʻqay bugʻusi, chiyaboʻri, yerkalamush, koʻl baqasi, koʻk qurbaqa va boshqalar bor. Suv havzalarida kurakburun, moʻylovbaliq, choʻrtan, sazan, tangabaliq, laqqa, leshch, ship, osman, marinka va boshqalar baliq turlari uchraydi. Togʻlik hududlarda togʻ takasi, togʻ qoʻyi (arxar), qizil sugʻur, uzun dumli menzbir sugʻuri, qizil pishchuxa, ilvirs, togʻ gʻozi (ular), kaklik, archa boltatumshugʻi, zargʻaddoq va boshqalar uchraydi.
Oʻsiyo qitʼasining asosan markaziy qismlarini oʻz ichiga olgan bulib gʻarb tarafdan Kaspiy Dengizidan to sharq tarafdagi Xitoy, shimoldan Rossiya janubga Afg'onistongacha bulgan hududlarni oʻz ichiga oladi. Bu geografik hududlar jamlanmasi yana Markaziy Osiyo deb ham ataladi.