Животный мир Алтая также разнообразен. В зоогеографическом отношении резко выделяется его юго-восточная часть, которую относят к Центрально-Азиатской подобласти. В высокогорных степях (Чуйская, Курайская, плоскогорье Укок) фауна в отличие от остальной части Алтая имеет монгольские черты. Из млекопитающих здесь обитают антилопа дзерен, горный баран (архар), снежный барс, или ирбис, тушканчик-прыгун, монгольский сурок, даурская и монгольская пищухи; из птиц изредка встречаются индийский гусь, монгольский мохноногий канюк, монгольская дрофа, саджа. Архар, дзерен, ирбис и дрофа внесены в Красные книги. Алтайский горный баран в начале XIX века, был всюду в Алтайско-Саянской стране. В настоящее время он стал редкостью, находится под угрозой исчезновения и обитает в альпийских кобрезиевых лугах и горной тундре хребтов Сайлюгем, Чихачева (это северный предел его ареала).

На Чулышманском нагорье обитает северный олень. Из грызунов в высокогорье распространены алтайская высокогорная полевка – эндемик Алтая, алтайская пищуха, сурок; из птиц – алтайский улар, или алтайская горная индейка, – эндемик Алтая, внесенная в Красные книги. Она плохо летает и избегает леса. В каменистой тундре (до высоты 3000 м) водится белая куропатка, а в альпийских и субальпийских лугах – горный конек, алтайский вьюрок, красноклювая галка и др.

Северо-восточная часть Алтая отличается от других районов преобладанием таежной фауны. Типичные представители ее из млекопитающих – колонок, росомаха, медведь, выдра, соболь, волк, лисица, марал, кабарга, заяц-беляк, белка, бурундук, летяга, горностай, алтайский крот. Из птиц широко распространены в северных лесах Алтая глухарь, рябчик, глухая кукушка, кедровка. На остальной территории Алтая животный мир состоит из представителей степных, таежных и высокогорных видов. Для степных и лесостепных ландшафтов типичны многочисленные суслики, красная утка, журавль-красавка.

Тувинская котловина и Тувинское нагорье расположены южнее Западного и Восточного Саяна в центре Азии; для них характерна исключительная изолированность. В Тувинской котловине, в городе Кызыле, находится центр Азии.

Территория сформировалась в архейско-протерозойские и каледонскую складчатости. Кайнозойские разломы и глыбовые перемещения древнего пенеплена Восточно-Тувинского нагорья, Тувинской котловины и хребтов Танну-Ола в значительной степени обусловили черты современного рельефа. Молодые разломы происходили главным образом по каледонским и докембрийским линиям: в юго-восточной части нагорья формы рельефа подчинены меридиональным направлениям, а в северной и западной частях – преимущественно широтным. Эти линии разломов определили и направления основных речных долин.

В неоген-четвертичное время после излияния базальтов началось поднятие всего Саяно-Тувинского нагорья и хребтов Танну-Ола. О молодых тектонических движениях Танну-Ола и опусканиях соседних котловин свидетельствуют дислокации палеоген-неогеновых отложений, прямолинейные сбросовые срезы древних денудационных равнин на южном склоне хребта, горячие источники по линиям разломов, частые землетрясения и молодые эрозионные формы. Неотектонические движения создали возрожденные складчато-глыбовые высокогорья с межгорными котловинами.

Из полезных ископаемых здесь известны месторождения золота, угля, каменной соли. В озерах котловины образуется самосадочная поваренная и глауберова соль. К тектоническим трещинам многих районов приурочены многочисленные выходы минеральных сернистых и углекислых источников.

Климат Тувинской котловины и Тувинского нагорья резко континентальный с большими амплитудами температур, суровой зимой с температурными инверсиями, теплым летом, небольшим количеством неравномерно выпадающих осадков и большой сухостью воздуха.

Зима продолжительная, холодная и сухая. Зимние типы погоды формируются под действием Азиатского максимума. Зимой вся территория заполнена холодным континентальным воздухом умеренных широт, который скапливается и долго застаивается в котловинах. Он способствует сильному выхолаживанию, развитию температурных инверсий. Например, в Кызыле (высота 640 м) средняя температура января -32,2°С, а на высоте 1500 м составляет -22°С, на высоте 2000 м -19°С. В течение трех месяцев (декабрь-февраль) оттепелей не бывает. Снежный покров здесь незначителен, его высота 10-20 см. Средняя температура января в Тувинской котловине достигает -32° С, а абсолютный минимум в Кызыле -58°С. Сильные морозы способствуют глубокому промерзанию почвы и медленному ее оттаиванию весной. Поэтому там сохраняется многолетняя мерзлота.

Лето в горах короткое и прохладное, на Восточно-Тувинском нагорье – холодное и дождливое, а в котловинах, где воздух интенсивно прогревается, теплое и даже жаркое. В степях Тувы средняя температура июля 19-20°С, максимум доходит до 36,9°С. В июле температура может снижаться до 3-6°С. На приподнятых участках климат более умеренный, бывают заморозки во все летние месяцы, вегетационный период резко уменьшается. Часто возникают фены. В предгорьях средняя температура июля составляет 19°С, а на склонах гор 14-16°С. От предгорий до перевалов летний период укорачивается на 40 дней. Летом усиливаются циклоническая деятельность (по линии полярного фронта) и западный перенос воздушных масс, приносящих основную часть осадков преимущественно в виде ливней. Годовое количество осадков наибольшей величины (400 мм и более) достигает на Восточно-Тувинском нагорье, где летом часто идут дожди. В Кызыле осадков выпадает в год 200 мм, в Убсунурской котловине – менее 200 мм. В котловинах наиболее сухими являются их западные части, так как воздушные массы спускаются здесь по склонам хребтов и образуются фены.