Klimaet på halvøya er subarktisk, med 7 måneder vinter og en kort, kald sommer. Middeltemperaturen varierer fra -20 °C i januar til +7 °C i juli, og årlig nedbør er 300 mm. Sammenlignet med Barentshavet, som mottar relativt varme havstrømmer fra Atlanterhavet, er Karahavet mye kaldere, og er frosset over i ni måneder hvert år. På grunn av dette er det ofte om våren og høsten at østkysten av Jugorskijhalvøya er tilfrosset, mens vestkysten er isfri. Området består hovedsakelig av tundra, med en sparsom vegetasjon for det meste bestående av mose, lav og gress.