В этой и последующих экспедициях выявились природные особенности Северной Земли. Рельеф большинства островов, за исключением их приподнятых центральных, покрытых льдом зон, - преимущественно платообразный, низменно-равнинный, с высотами не более 800-1000 м над ур.м.

Северная Земля полностью расположена в пределах зоны арктических пустынь, ее почвы и растительность характеризуются мозаичностью, возникающей за счет различий в водно-тепловом режиме при условии близкого залегания многолетней мерзлоты. Среди семейств разреженного растительного покрова преобладают крестоцветные, камнеломковые, злаковые и гвоздичные, но наиболее широко распространены мхи и лишайники. Из цветковых видов преобладают полярный мак, ясколка, лапчатка и крупки. Острова покрыты растительностью на 50-80%. В наиболее благоприятных условиях встречаются небольшие участки арктических тундр.

Своеобразен и животный мир. Более всего видов, трофически связанных с морем. Это в основном птицы, заселяющие побережье и образующие колонии: серебристые чайки, бургомистры, моевки и др. Иногда встречается сапсан, который изредка гнездится в полярной пустыне, на пролетах и кочевках попадаются редкие виды чаек: розовая, вилохвостая, белая. Всего на архипелаге около 15 видов птиц.

Что касается млекопитающих, то в южной части архипелага встречаются северные олени, лемминги, песцы, волки. Белый медведь обитает повсеместно, основная его пища - кольчатая нерпа, морской заяц, реже - морж. Поедает он и птиц, их яйца, отбросы птичьих колоний, падаль и даже морские растения.

В районах, свободных от современного оледенения, хорошо развита относительно молодая гидрографическая сеть с невыработанными продольными профилями, водопадами и порогами. Наиболее крупные реки - Озерная, Ушакова, Тора, Лагерная, Многоструйная. Питание рек преимущественно ледниковое и снежно-ледниковое, доля осадков невелика. Сток существует только в летнее время (около 70 дней).

Озер на архипелаге немного, наиболее крупные (Фиордовое и Приледниковое) располагаются у краев ледников. Более распространены термокарстовые, приуроченные к зонам вытаивания ледяных включений в мерзлых грунтах. На прибрежной равнине и в приустьевых участках рек встречаются солоноватые лагунные озера - это заливы моря, которые были отделены от него при тектонических поднятиях. Промышленных запасов полезных ископаемых нет. Однако в некоторых частях о.Октябрьской Революции были найдены золотые россыпи.