Территория области имеет повышенный сток. В питании рек большое значение имеют талые воды. Широко распространены теплые и горячие минеральные источники.

Тайга господствует на склонах хребтов и в долинах. Она состоит из темнохвойных (пихта, ель и кедр) и светлохвойных (лиственница и сосна) пород. Леса поднимаются в горы до высоты 1100-1200 м на севере и до 1800-2000 м на крайнем юге, где они сменяются поясом березового криволесья, субальпийскими и альпийскими лужайками и господствует разреженная растительность гольцового пояса. В связи с влиянием Байкала на склонах гор выражена инверсия почвенно-растительных поясов: на некоторых участках Баргузинского хребта растительные группировки гольцового пояса спускаются по склону до берегов Байкала. Более теплые склоны хребта покрыты сосновыми травянистыми лесами. В Баргузинской котловине распространены степи, под степной растительностью сформировались темно-каштановые супесчаные почвы.

Озеро Байкал – уникальный водоем мира, достигающий глубины 1637 м. Его котловина состоит из трех впадин: южная расположена к юго-западу от дельты Селенги, средняя находится между дельтой Селенги и Ушканьими островами, северная простирается севернее Ушканьих островов. Байкал – озеро горного типа. Уровень его поверхности до строительства Иркутской ГЭС находился на высоте 454,4 м выше уровня Мирового океана. Иркутская плотина подняла уровень озера до 456 м. Количество воды в Байкале равно 23,6 тыс. км3. Это равно примерно 92-м Азовским морям. Вода Байкала чиста и про­зрачна, почти не содержит растворенных веществ, очень богата кислородом.

Берега окаймлены массивными горами, склоны которых местами отвесно обрываются к озеру. Важную роль в формировании береговой линии играют тектонические движения, продолжающиеся и в современную эпоху. Об этом свидетельствуют повышенная сейсмическая активность всей котловины, опускание участков берегов: так, 6 августа 1931 г. после сильного землетрясения дельта Верхней Ангары опустилась на 2-2,5 м. И в то же время происходят поднятия, например острова Ольхон.

Для котловины характерны многочисленные разломы, четко выраженные в рельефе. Наиболее крупный Обручевский сброс, протянувшийся от западной оконечности Тункинской котловины через северо-западное побережье до Верхнеангарской долины. Длина сброса около 1500 км. Размах вертикальных смещений по сбросу превышает 3000 м.

В ледниковый период со склонов многих хребтов по долинам спускались ледники до уровня озера. Ледники оставляли валунные и моренные отложения, которые оказали влияние на формирование береговой линии. На озере известно 22 острова. Наиболее крупный из них – Ольхон, представляющий собой приподнятую часть опущенного хребта. Группа Ушканьих островов состоит из четырех скал – надводных вершин затопленного Академического хребта. В Байкал впадает большое количество рек и ручьев, а вытекает из него одна Ангара. Самые крупные реки, текущие в озеро, – Селенга, Баргузин и Верхняя Ангара.

Климат Байкальской котловины характеризуется более мягкой зимой, чем окружающие территории, и прохладным летом. Высокие горные хребты, окаймляющие котловину, уменьшают влияние окружающих территорий на климат берегов и самого озера. Выходящие к озеру долины способствуют образованию над ним особого ветрового режима. Зимой направление ветра – с суши на озеро, а летом – с озера на сушу. Ветровые потоки наиболее сильны поздней осенью и в начале зимы. Когда озеро еще не покрыто льдом, по долинам к нему направляются воздушные потоки с береговых хребтов. К этим ветрам относится сарма, достигающая силы урагана, образуются продольные ветры – верховик (с северной части озера) и култук (с южной части), а также поперечный — баргузин (в средней части озера).

Наибольший нагрев воды – в августе, когда температура достигает 9-10°С, а у берегов местами 19°С. Замерзание происходит в начале января, что связано с медленным охлаждением огромной массы воды и сильными осенними бурями. Вскрывается озеро в середине мая.

Фауна и флора Байкала разнообразны и отличаются большим количеством эндемичных видов. В Байкале известно около 1800 форм животных и растений, из них3/4 относят к эндемикам. Богатство органического мира, большой эндемизм – исключительное явление, и причины его до настоящего времени не установлены. Планктон Байкала делится на две части: эндемичный (встречается только в открытых частях водоема) и общесибирский (населяет бухты и заливы в верхних слоях воды до 200 м глубины). К наиболее типичной эндемичной форме планктона относятся рачок-бокоплав, рачок байкальская эпишура, достигающий длины 1 мм. Рачки обнаружены до глубины 1400 м.

В состав планктона входят личинки бычков и живородящих рыб – голомянок. Из растительного планктона распространены холодолюбивые водоросли, обитающие в открытых водах при температуре не выше 8° С. Планктон служит основной пищей для некоторых промысловых рыб, например омуля. Массовое развитие его происходит летом.

Среди байкальских моллюсков известно 154 вида, из них 99% эндемичных форм. Они очень древние. Живут моллюски на илистом грунте до глубины 100-120 м. Это хороший корм для сибирского осетра, сига, хариуса, бычков-подкаменщиков, на­лима и др.