Область занимает полосу межгорных понижений и разделяющих их нагорий, ограниченную на юге и западе Верхоянским хребтом, а на северо-востоке — системой хребта Черского. Ее территория входит в состав Янской и Индигиро-Колымской синклинальных зон и сложена дислоцированными триасовыми и юрскими отложениями, местами прорванными гранитными интрузиями, с которыми связаны месторождения олова, полиметаллов и золота.
Здесь преобладают массивы с низкогорным и реже среднегорным рельефом; встречаются также участки денудационных и аккумулятивных равнин. Особенно большие площади занимают плоскогорья: Янское на западе, Эльгинское в средней части, Оймяконское на юго-востоке и Нерское, лежащее между восточными отрогами хребта Черского и Тас-Кыстабыта (хребта Сарычева). Поверхность их располагается на высоте от 400 до 1200 м, хотя отдельные, наиболее повышенные участки разделяющих плоскогорья массивов (например, Адычанского нагорья) иногда достигают 1500—1800 м.
Яно-Оймяконская область дренируется Яной, верхней частью течения Индигирки и их многочисленными притоками. Реки имеют преимущественно горный характер, но в наиболее пониженных равнинных участках плоскогорий текут в широких, нередко даже заболоченных, долинах.
Климат области весьма своеобразен. Расположение ее в пониженной полосе между хребтами обусловливает частую повторяемость температурных инверсий, крайне низкие температуры воздуха зимой (средние температуры января в Верхоянске и Оймяконе —48—50°, а минимальные —68 —70°; в течение года в среднем 32 дня с температурой ниже —50°), безветрие, большую сухость воздуха и малую мощность снежного покрова. Весна начинается поздно. Суточные температуры выше 0° устанавливаются лишь 15—20 мая.
Летом происходит интенсивное нагревание поверхности, средняя температура июля достигает местами 14—16°, а в отдельные дни жара может доходить до 35—38°. Однако в межгорных долинах, дно которых расположено выше 650—750 м, ночью происходит интенсивное излучение, и в них стекает холодный воздух с окружающих хребтов. Этими причинами и объясняются крайне малая (в Оймяконе менее 30 суток) продолжительность безморозного периода и сильные заморозки, иногда даже в середине лета.
Годовое количество осадков — около 300—400 мм, но местами менее 200 мм в год (Верхоянск — 170 мм, Оймякон — 179 мм).
Значительная часть области занята горными редкостойными лесами, поднимающимися до высоты 600—1100 м. На Янском и Оймяконском плоскогорьях растут кустарничково-моховые и лишайниковые лиственничные леса, местами сильно заболоченные. Более высокие участки плоскогорий, особенно в районе Яно-Индигирского междуречья, покрыты горно-тундровой растительностью, а на востоке зарослями кедрового стланика.
В горно-лесном поясе верховьев Яны и Индигирки, на склонах южной экспозиции и на дне некоторых долин, формируются своеобразные горные мерзлотно-таежно-степные почвы легкого механического состава. Они насыщены основаниями и имеют почти нейтральную реакцию; ниже слабоперегнойного слоя располагается гумусовый горизонт, обычно небольшой мощности (8—12 см). На таких почвах встречаются участки лугово-степной и степной растительности. В травостое этих степей преобладают злаки — типчак (Festuca lenensis), тонконог (Koeleria gracilis), овсец (Helictotrichon krylovii), мятлик (Poa dahurica), ковыли, осоки (Carex duriuscula и С. korshinskyi), кобрезия (Cobresia filifolia) и довольно богатое разнотравье из полыни (Artemisia commutata), вероники (Veronica incana), прострела (Pulsatilla flavescens), лапчаток (Potentilla nivea), зонтичных и т.д. Всего в бассейне Индигирки известно около 90 видов степных растений.
По своему облику степные участки области напоминают степи Центральной Якутии; в середине лета они также выгорают и приобретают безжизненный вид. По мнению ботаников, степные растения появились здесь в ксеротермический период и сохранились до настоящего времени благодаря условиям сухого и жаркого лета области. Интересно, что степные сообщества нередко встречаются в совершенно чуждой для них обстановке, например рядом с зарослями кедрового стланика.
В Яно-Оймяконской области имеются богатые месторождения золота (Верхнеиндигирский район), олова (Эгэ-Хайя, Кёстерское, Алыс-Хайское) и полиметаллов. Многие из них в настоящее время разрабатываются. Население занимается также оленеводством, коневодством, молочным животноводством и охотой, а вблизи рабочих поселков выращивается картофель и развивается товарное огородничество.
