Межгорные впадины имеют тектоническое происхождение, но они изменялись в результате деятельности рек, ледников и озер. Днища их заполнены моренами, флювиогляциальными, аллювиальными и озерными отложениями. Современные реки пропилили эти отложения, образовав серии террас. На террасах сформировались степи: Чуйская, Курайская – в долине реки Чуй; Уймонская – в долине Катуни. Степи расположены на различных высотах: самая высокая из них Чуйская (1750 м), по ее краям поднимаются склоны хребтов, относительная высота которых 2000 м и выше.

Климат Алтая континентальный. Он отличается от климата Западно-Сибирской равнины большей мягкостью: зима теплее, лето прохладнее, осадков больше. Арктические воздушные массы, сильно трансформированные, доходят до северных отрогов гор, проникают по долинам во внутренние районы и оказывают охлаждающее влияние на типы погоды. Западная циркуляция является часто определяющей в формировании типов погоды с высоты 2000-2200 м. Основное количество влаги выпадает из воздушных масс, приходящих с Атлантического океана (до 80%). Они распределяются неравномерно. На западе Алтая количество осадков доходит до 1500 мм в год и более, например, на Катунском хребте – до 2500 мм, а на юго-востоке Алтая – до 200-300 мм. Наибольшее их количество выпадает в теплый период года.

Зима на Алтае холодая, малоснежная в предгорьях и в межгорных котловинах и многоснежная в горах. Отрог Азиатского максимума проходит через Алтай. В котловинах застаивается холодный воздух; там развивается безветренная, безоблачная, сильно морозная и даже жестоко морозная погода с температурной инверсией. Так, на высоте 450 м средняя температура февраля -22,3°С, а на высоте 1000 м – только -12,5°С. В Чуйской степи средняя температура января -31,7°С, абсолютный минимум достигает -60,2°С. Высота снежного покрова всего 7 см. На глубине 1 м развита многолетняя мерзлота. В северных и северо-западных предгорьях значительно теплее. Средняя температура января около -16°С, абсолютный минимум доходит До -50°С. Это обусловлено деятельностью циклонов. Поэтому на севере и северо-западе Алтая преобладает умеренно морозная и значительно морозная погода.

Лето на Алтае значительно прохладнее и короче, чем на соседних равнинах. В закрытых межгорных долинах и на высоких плато в июле возможны ночные заморозки, падение температуры До -5°С, снегопады и образование льда на озерах и болотах.

Средняя температура июля в предгорьях доходит до 19°С, а на высоте 2000 м 8-10°С. На некоторых хребтах уже на высоте 2300 м проходит снеговая линия.

В Северо-Западном и Северном Алтае преобладает пасмурная и дождливая погода, поэтому процесс прогревания ослаблен. Средняя температура июля 18,4°С. Максимальная температура достигает в Чемале 37,5° С. В межгорных котловинах Центрального Алтая в связи с большой высотой территории пасмурно и дождливо, а засушливая погода бывает редко. Эти равнины достаточно увлажнены и имеют среднюю температуру июля 15,8°С.

В высоких хребтах Центрального и Юго-Восточного Алтая сосредоточены крупные очаги современного оледенения. На более низких хребтах имеются отдельные ледники, например на хребтах Холзун, Курайский и др. Наибольшее количество ледников сосредоточено на Катунском хребте. Ледники спускаются по глубоким долинам до высоты 1930-1850 м.

На Алтае выделяют несколько основных типов ледников – долинные, каровые, висячие и ледники плоских вершин. Основная площадь оледенения сосредоточена на северных склонах. На северном склоне Катунского хребта площадь оледенения составляет 170 км2, а на южном – всего 62 км2. На Южно-Чуйском хребте 90% площади оледенения находится на северном склоне.

Речная сеть на Алтае хорошо развита. Реки берут начало на плоских водоразделах, часто заболоченных (истоки реки Башкауса), от краев ледников (река Катунь), из озер (река Бия). Водоразделы не всегда соответствуют наиболее высоким частям хребтов, так как многие из них перепилены реками. Примером может служить ущелье реки Аргута (приток Катуни), разделяющее Катунский и Южно-Чуйский хребты. Все реки Алтая относятся к бассейну Оби (Катунь, Бия, Чулышман и др.), и только небольшие, стекающие с восточных склонов хребтов Корбу и Абаканского принадлежат бассейну Енисея.

Основное питание рек снеговое и дождевое. Реки высокогорной части Алтая имеют снеговое и ледниковое питание. Для них характерны летнее половодье с максимумом в начале июля, низкая и длительная зимняя межень. Для рек горно-лесного пояса Алтая характерно весенне-летнее половодье (70% годового стока) с максимумом в конце мая, летние и осенние паводки, которые иногда превышают половодье. Реки зимой замерзают. Продолжительность ледостава – шесть месяцев. На быстринах течение сохраняется до середины зимы. Через незамерзающие быстрины вода выходит на поверхность льда, образуя наледи.

На Алтае много разнообразных по размерам и происхождению озер. Самое крупное из них тектоническое Телецкое озеро. Оно расположено среди хребтов на высоте 436 м над уровнем моря. Котловина его состоит из двух частей: меридиональной – южной и широтной – северной. Длина озера составляет 78 км, средняя ширина – 3,2 км. Берега почти отвесные и часто поднимаются до 2000 м. Во многих местах у берега глубины сразу опускаются до 40 м. Максимальная глубина – 325 м. По глубине Телецкое озеро занимает второе 1 место в России (после Байкала). Тектоническая котловина его обработана древним ледником. Озеро проточное: в него впадает много горных рек, но больше всего приносит воды в Чулышман. Вытекает из него река Бия и выносит основное количество поступающей воды. Температура воды на поверхности озера низкая (14-16°С), что объясняется значительной глубиной и перемешиванием воды в связи с сильной ветровой деятельностью. Над озером возникают ветры двух типов – «верховка» и «низовка». Первый дует от устья Чулышмана к истоку Бии. Это ветер типа фена: он приносит ясную и теплую погоду при низкой относительной влажности (до 30%) и при большой его силе волны достигают 1,2 м. «Низовка» дует от Бии к устью Чулышмана. Это менее постоянный ветер, с ним связано похолодание, образование туманов и обильных осадков. Озеро богато рыбой. Промысловое значение имеют телецкий сиг, сибирский хариус, окунь, щука, налим.