祁连山的地质特征，北祁连山及河西走廊见中、下泥盆统不整合于下古生界（如武威杂木寺）及加里东晚期花岗岩（如九条岭南马良沟等）之上；拉脊山见中、下泥盆统不整合于中、上奥陶统之上；南祁连山乌兰大坂见上泥盆统不整合于下志留统之上。
祁连山地区地貌特征十分复杂且具有明显的特殊性。山地西部深入欧亚大陆腹地。山系南北两翼具有明显的不对称性，南坡地势变化相对和缓，北坡陡峭，海拔落差大。
祁连山林区气候特征，即大陆性高寒半湿润山地气候。表现为冬季长而寒冷干燥，夏季短而温凉湿润，全年降水量主要集中在5－9月，本区由浅山地带向深山地带，气温递减，雨量递增，高山寒冷而阴湿，浅山地带热而干燥。随着山区海拔的升高，各气候要素发生有规律自下而上的变化，呈明显的山地垂直气候带。自下而上为：浅山荒漠草原气候带、浅山干草原气候带、中山森林草原气候带、亚高山灌丛草甸气候带、高山冰雪植被气候带。
