祁连山脉是甘肃、青海两省间的巨大山系。古匈奴语，意即天山。因在河西走廊之南，又称南山。位于北纬6°～40°，东经94°～10°，走向北西西—南东东，长900～1000公里，宽250～00公里，面积20.6万平方公里。东起乌鞘岭，西止当金山口，南邻柴达木盆地、茶卡—共和盆地和黄河谷地。
地质与地貌祁连山原为古生代的大地槽，后经加里东运动和华力西运动，形成褶皱带。白垩纪以来祁连山主要处于断块升降运动中，最后形成一系列平行地垒（或山岭）和地堑（谷地、盆地）。自北而南包括8个岭谷带：①走廊南山—冷龙岭与黑河上游谷地—大通河谷地。②托来山与托来河上游谷地。③野马山—托来南山与野马河谷地—疏勒河上游谷地。④野马南山—疏勒南山（疏勒山）—大通山—达坂山与党河上游谷地—哈拉湖—青海湖—湟水谷地。⑤党河南山（乌兰达坂）—哈尔科山与大哈尔腾河谷地—阿让郭勒河谷地。⑥黑特尔山与小哈尔腾河谷地。⑦土尔根达坂山—喀克吐蒙克山与鱼卡河上游谷地。⑧柴达木山—宗务隆山—青海南山（库库诺尔岭）—拉脊山与茶卡、共和盆地—黄河谷地。
山系西北高，东南低，绝大部分海拔500～5000米，最高峰为疏勒南山5827米的团结峰。山系南北两翼极不对称，北坡高，南麓低。山系低山区干燥剥蚀作用盛行，中山区以流水侵蚀为主，高山为寒冻风化作用所控制。祁连山区存在三级夷平面。河谷中发育多级阶地。
古冰川冰碛地貌广泛分布于北坡2700～2800米以上地区。现代冰川下限，北坡为400～4100米，南坡400～4500米，且西部较东部高。近百年来，冰川处于退缩阶段。目前查实，祁连山储水量120亿立方米。其中走廊南山、疏勒南山和党河南山冰川最多，疏勒南山、土尔根达坂和走廊南山冰川规模最大。
水系与气候祁连山水系呈辐射－格状分布。辐射中心位于北纬8°20′，东经99°附近的所谓“五河之源”，即黑河、托来河（北大河）、疏勒河、大通河和布哈河源头。由此沿冷龙岭至毛毛山一线，再沿大通山、日月山至青海南山东段一线为内外流域分界线，此线东南侧的黄河支流有庄浪河、大通河、湟水，属外流水系；西北侧的石羊河、黑河、托来河、疏勒河、党河，属河西走廊内陆水系；哈尔腾河、鱼卡河、塔塔棱河、阿让郭勒河，属柴达木的内陆水系；还有青海湖、哈拉湖两独立的内陆水系。上述各河多发源于高山冰川，冰川融水补给为主，冰川补给比重西部远大于东部。河流流量年际变化较小，而季节变化和日变化较大。
祁连山地具典型大陆性气候特征。一般山前低山属荒漠气候，年均温6℃左右，年降水量约150毫米。中山下部属半干旱草原气候，年均温2℃～5℃，年降水量250毫米以下。中山上部为半湿润森林草原气候，年均温0℃～1℃，年降水量400～500毫米。亚高山和高山属寒冷湿润气候，年均温－5℃左右，年降水量约800毫米。山地东部气候较湿润，西部较干燥。
植被与土壤植被垂直带结构，山地东西部南北坡不尽相同。东段北坡植被垂直带谱（自下而上）：荒漠带（只有草原化荒漠亚带）—山地草原带—山地森林草原带—高山灌丛草甸带—高山亚冰雪稀疏植被带。南坡：草原带—山地森林草原带—高山灌丛草甸带—高山亚冰雪稀疏植被带。西段北坡：荒漠带—山地草原带—高山草原带—高山亚冰雪稀疏植被带。南坡：荒漠带—高山草原带（限荒漠草原亚带）—高山亚冰雪稀疏植被带。土壤与植被相对应，东段北坡：灰钙土带—山地栗钙土带—山地黑土（阳坡）和山地森林灰褐土（阴坡）带—高山草甸土（阳坡）和高山灌丛草甸土（阴坡）带—高山寒漠土带。南坡：灰钙土带—山地栗钙土（阳坡）和山地森林灰褐土（阴坡）带—高山草甸土（阳坡）和高山灌丛草甸土（阴坡）带—高山寒漠土带。西段北坡：棕荒漠土带—山地灰钙土带—山地栗钙土带—高山寒漠土带；南坡：灰棕荒漠土带—高山棕钙土带—高山寒漠土带。经济概况祁连山区农业主要限于东部的湟水和大通河中下游谷地及北坡的山麓地带，春麦、青稞、马铃薯、油菜、豌豆和瓜菜等，一年一熟。草场辽阔，宜于发展畜牧业，并有大片水源涵养林。有多种药用和其他经济植物，还有不少珍贵动物，如甘肃马鹿、蓝马鸡、血雉、林麝等。
北祁连山有菱铁－镜铁矿、赤铁－磁铁矿；祁连山东段有黄铁矿型铜矿；肃北和酒泉南山一带有黑钨矿石英脉和钨钼矿，是中国西部钨矿蕴藏丰富的地区之一。位于甘、青两省交界处的祁连山自然保护区，面积2万余公顷，1988年划为国家级自然保护区。
