Климатологи считают, что зима начинается при опускании среднесуточной температуры ниже нуля по Цельсию. В России это время варьируется в зависимости от региона: самое раннее начало зимы отмечается в конце сентября (Якутия), самое позднее — в начале января (Краснодарский край). В Средней полосе переход среднесуточной температуры через ноль обычно происходит в середине-второй половине ноября.

Самым холодным месяцем обычно является январь (на морских побережьях, в связи с тем, что море обладает большой температурной инерционностью,а также за полярным кругом в связи с продолжительной полярной ночью и отсуствием в это время солнечной радиации и прогрева самым холодным часто бывает февраль). По новым нормам 1981—2010 годов в Москве самым холодным месяцем является также февраль, а не январь, как ранее. Хотя самый тёмный месяц — декабрь, земная атмосфера обладает инертностью, и в январе продолжается остывание.

В Россию зима приходит с северо-востока. В Республике Саха на Чукотке и на севере Красноярского края (Таймыр,север Эвенкии),на Ямале погода переходит на зимний режим уже в конце сентября-начале октября. Так в Оймяконе уже с 31.08 и в любой день сентября среднесуточная температура может оказаться отрицательной, в 2001 году 13 сентября среднесуточная температура устойчиво перешла через 0 градусов, в 1962 и 1984 годах последняя за год оттепель отмечалась 22 сентября.В начале октября на северо-востоке ЕТР (Республика Коми,Ненецкий округ) температура также переходит через 0 градусов,быстрее всего переход температуры через 0 градусов на ЕТР отмечается в Воркуте-1 октября.к середине ноября переход температуры через 0 градусов отмечается в Поморье и на Кольском полуострове.К началу ноября зима устанавливается на всей азиатской части страны (кроме Приморья и южных районов Хабаровского края, где из-за близости океана климат относительно мягкий, а также южного побережья Байкала, юга Сибири и Алтайского края).

В Средней полосе России существенно холодать начинает с середины осени (14 октября — праздник Покрова Пресвятой Богородицы, считается, что с этого дня погода окончательно берёт курс на зиму). Первые серьёзные морозы (по ночам до минус 5-7 градусов) в Среднюю полосу России обычно приходят во второй половине октября. Дневная температура в это время ещё остаётся относительно высокой (в отдельные годы до +15). Примерно с конца октября начинают идти снега — сначала мокрые (вместе с дождём) и в виде крупы, затем (по мере понижения температуры) только в твёрдом виде. Примерно в это же время (последние числа октября — первые числа ноября) устанавливается первый снежный покров, на водоёмах образуются забереги (тонкая плёнка льда у берегов), живая природа окончательно впадает в зимний анабиоз. В то же время холода ещё слабы, нестабильны и чередуются с регулярными оттепелями, так как на первую половину ноября приходится пик активности атлантических циклонов. Этот период называют предзимьем. Он длится примерно до конца ноября, когда и наступает климатическая зима, температура становится устойчиво отрицательной, образуется санный путь (постоянный снежный покров). Иногда случаются и отклонения от этих сроков; в отдельные годы зима наступала или аномально рано (в конце октября,1976,1993,1998) или наоборот, аномально поздно (в середине января, 2007, 2012, 2014), либо постоянный снежный покров не устанавливается совсем,так в декабре 2008 года отмечалось всего 9 дней с устойчивым снежным покровом.