В летнее время велика повторяемость засушливых погод, которая в среднем многолетнем составляет от 25-30% на севере до 75-80% на юге. Чаще всего засухи связаны с вторжением арктического воздуха. Летом преобладают северные ветры. Они сухие и увеличивают испарение. При сильных ветрах возникают пыльные бури и мгла, обусловленная значительным содержанием пыли в воздухе.

При большой испаряемости, достигающей в северной части страны 500 мм, а на юге 1000 мм, испарение почти на всей территории равно количеству осадков, поэтому всюду наблюдается недостаток влаги в почве и черты аридности в облике природы.

В связи с дефицитом влаги, особенно резко выраженным в южных районах, поверхностный сток мал, речная сеть очень разреженная. Реки маловодны. Большая часть территории относится к внутренней бессточной области. Лишь Ишим и его притоки сбрасывают свои воды в бассейн Оби. Остальные реки северной покатости Казахского мелкосопочника текут в сторону Иртыша, но не доносят до него свои воды и заканчиваются в небольших бессточных озерах на юге Западной Сибири или теряются в собственных наносах. Многие реки образуют самостоятельные бассейны замкнутого стока. Самой крупной из таких рек является Нура, берущая начало в Каркаралинских горах и впадающая в оз. Кургальджино. Берущие начало в Казахском мелкосопочнике реки Сарысу и Тургай теряются в песках. Реки, текущие к озерам Балхаш и Зайсан, чаще всего не доносят до них свои воды. По водному режиму реки мелкосопочника относятся к особому казахстанскому типу.

Питание рек преимущественно снеговое, поэтому сток исключительно неравномерный. Реки полноводны только весной. В остальные сезоны они почти не дают стока, так как летние осадки почти полностью испаряются, а грунтовые воды обычно залегают глубоко. Большая часть рек летом пересыхает, распадаясь на отдельные плесы, соединенные лишь подземным стоком в аллювии либо совсем изолированные и осолоняющиеся. Для всех рек Казахского мелкосопочника характерен ледостав, а мелкие реки промерзают до дна.

На территории страны имеется большое количество озер, имеющих некоторые общие особенности: бессточность, мелководность, резкое изменение уровней и объема вод в течение года. Многие озера, имеющие весной пресную воду, в течение лета в результате испарения воды становятся солеными или полностью высыхают, превращаясь в мокрые солончаки. Среди мелководных озер самыми крупными являются горько-соленое оз. Тенгиз и опресненное в северной части р. Нурой оз. Кургальджино. Большая часть озер сосредоточена в северной части мелкосопочника. Среди них преобладают небольшие озера, заполняющие котловины дефляционного и суффозионного происхождения. Выделяется своей красотой группа пресных Кокчетавских озер (Боровое, Щучье, Б. и М. Чебачье), имеющих тектоническое происхождение. Самым крупным озером Казахского мелкосопочника является Зайсан, занимающее тектоническую котловину. Это озеро проточное, в него впадает р. Черный Иртыш, а вытекает из него р. Иртыш. После создания водохранилища Бухтарминской ГЭС уровень озера поднялся, возросла его глубина и площадь водной глади.

Исследования последних десятилетий показали, что в недрах Казахского мелкосопочника сосредоточены большие запасы подземных вод. Особенно обильны трещинно-карстовые и трещинные пресные и солоноватые воды в палеозойских известняках и в гранитоидах. Меньшие запасы содержат пластовые воды, часто солоноватые и соленые, приуроченные к кайнозойским отложениям впадин (Тенгиз-Кургальджинской, Карагандинской, Джезказганской). Более обильны грунтовые, преимущественно пресные воды аллювиальных отложений крупных речных долин. Глубина залегания грунтовых вод изменяется от 1 до 20 м.

Почвы, растительность и животный мир

Почвы, растительность и животный мир в своем распространении тесно связаны друг с другом и отражают широтное изменение гидротермических условий, прежде всего закономерное увеличение аридности к югу. Наличие низкогорных массивов в пределах страны обусловливает проявление высотной дифференциации в увлажнении территории, а отсюда и в размещении почв и растительности. Этим обусловлено наличие лесостепных комплексов в горных массивах и проникновение степей на юг до 49° с. ш. в наиболее приподнятой центральной части мелкосопочника.

Почвы Казахского мелкосопочника отличаются некоторыми специфическими чертами, обусловленными свойствами литогенной основы и резко континентальным засушливым климатом, следствием которого является слабое выщелачивание. Для них характерны карбонатность, солонцеватость, относительно малая мощность гумусового горизонта и языковатость почвенного профиля, связанная с образованием трещин при зимнем промерзании и осыпанием частиц из верхнего гумусированного горизонта. Почвообразующими породами часто являются элювий и делювий коренных пород, поэтому почвы нередко щебнисты и хрящеваты. Щебнистость грунтов, легко фильтрующих влагу, увеличивает сухость почв. Для районов распространения мелкосопочника характерны малоразвитые каменистые и щебнистые почвы с укороченным и неполным профилем. Почвенный покров здесь прерывается скальными выходами.