Alates 16. sajandist asus linna kohal Samarovo küla, kuhu 1931. aastal rajati Ostjako-Vogulski töölisasula. Praegune nimi on 1940. aastast. Linnaõigused sai 1950. aastal.
2004. aastal valmis 1315,9 m pikkune sild üle Irtõši jõe.
Hantõ-Mansiiskis valitseb parasvöötme teravalt mandriline kliima sooja suve ning külma talvega. Kõige soojem kuu on juuli, kui keskmine õhutemperatuur on +18,3 °C. Kõige külmem kuu on jaanuar keskmise õhutemperatuuriga −18,9 °C. Õhutemperatuuri miinimumiks on −49 °C (1964. aasta jaanuar) ning maksimumiks on +34,5 °C, mis on esinenud erinevate aastate mais, juunis ja juulis.
Sademetehulk on keskmiselt 530 mm aastas (minimaalselt 343 mm ning maksimaalselt 711 mm). Veebruaris on sademetehulk keskmiselt 22 mm, augustis sajab keskmiselt 83 mm.