祁连山，又名南山，是我国主要山脉之一。古匈奴呼天为“祁连”，因而得名。祁连山西接阿尔金山，东南接西秦岭，走向南东——北西，绵延千余公里。境内祁连山为中段和东段的一部分，长440公里，南北宽约20～75公里，面积24501平方公里，占辖区总面积的59.3％。祁连山山系由几条大体平行的山脉组成，山、谷相间，地貌类型有高山、中低山和山间谷地。

一、高山区

高山区主要分布在肃南、民乐和山丹县境内，面积14046平方公里，占全区总面积的34.0％。自东向西由冷龙岭、走廊南山、托勒山、托勒南山等山系组成。祁连山高山区是加里东运动期褶皱上升成山后，经海西运动、燕山运动和喜马拉雅运动，形成强烈切割的褶皱断块上升的高山地形。第四纪以来，在新构造运动的影响下，山区上升3000～3500米。构成山体的主要地层是古生界浅变质岩和侵入岩等。

祁连山有72峰。分布境内由东向西的主要山峰有：冷龙岭，海拔5254米；景阳岭（又名锦羊岭、金羊岭），海拔4353米；老君山，海拔4453米；野牛山，海拔4612米；鸡心山，海拔4454米；扎科山，海拔4825米；柴达诺山，海拔4764米；分水梁，海拔4145米；祁连山（又称“素珠链峰”），海拔5547米；班赛尔山，海拔5329米；托勒南山，海拔5148米；镜铁山，海拔5205米；狼柴沟脑，海拔4479米；疏勒山，海拔4942米。祁连山是整个祁连山的最高峰，位于酒泉市东南60公里的肃南裕固族自治县祁丰区境内，山巅常年积雪，北坡陡峻，南坡较缓，洪水坝河发源于该山。

由于祁连山强烈上升，水流切割，切割深度一般达1000～1500米，所以峡谷、障谷、隘谷，跌水较多，沟谷深峻，山势陡峭，基岩裸露。阴坡海拔4500米以上、阳坡4800米以上终年积雪，分布有大小冰川988条，面积423.79平方公里，冰储存量达14.36立方公里。其中肃南965条，面积416.9平方公里，冰储量14.20立方公里；民乐23条，面积6.89平方公里，冰储量0.16立方公里。冰川分布区是本区各主要河流的发源地，也是河西走廊地表水资源的主要产流区，犹如“天然水库”，是河西走廊灌溉农业之本。

祁连山高山区气候寒冷，阴坡在海拔3800米以上、阳坡在海拔4000米以上为长年冻土区，冻土厚一般30～50米，最厚可达150米以上。山体形态阳坡陡峻，植被稀少，阴坡较缓，植被较密。海拔2800米以下以草本植物为主，海拔2800～3200米之间以青海云杉林和灌木丛为主，海拔3200～3800米之间以灌木丛为主，海拔3800米以上为高山草本植物分布区。高山陡峭雄伟，山间峡谷纵横交错，俯视谷野，碧波浩渺，山峰竦峙，景观壮丽。当今，黑河上游山区林线已明显后移，森林覆盖率由20世纪50年代的20.4％减少到12.3％。

二、中低山区

南部的中低山区主要指榆木山、东、西牛毛山，大黄山、九条岭及盖掌大坂地区和祁连山前山地带，总面积为7672平方公里，占全区总面积的18.6％。主要分布在肃南、高台、张掖、民乐、山丹县境。中低山区是由加里东运动褶皱上升，后经中、新生代历次构造运动加强形成，特别是在第四纪新构造运动影响下加剧了山体的上升。第四纪以来，中低山区普遍上升1500～2000米左右。

中低山区地层由下古生界变质岩及上古生界、中、新生界沉积岩及各期侵入岩组成。山体走向大体呈北东南西向。祁连山前山带海拔一般2000～3800米，最高可达4300米。九条岭地区海拔一般2000～3000米，最高海拔3150米。盖掌大坂一带海拔一般2300～3400米，最高3910米。榆木山海拔一般1900～3000米，最高为3138.8米。东、西牛毛山一带海拔一般2100～3200米，最高3487米。大黄山海拔一般为2500～3500米，最高3978米。

中低山域以浅低山和中山为主，及局部的浅低山和高丘陵组成。浅低山围绕中山分布，山势高峻，山体绵延，峰高林密，适宜林牧业生产，也是野生动物繁衍生息的良好地域。在海拔3000～3200米之间普遍发育有一期夷平面，如张掖南平顶山和肃南的牛心墩山就是祁连山区最古老的一期夷平面。中低山区沟谷切割深度一般为300～600米，水系切割最深地段可达800～1000米。

中低山区海拔一般较低，受人类活动影响较大，森林和灌木丛多数已被破坏。到1995年，天然森林面积为2177平方公里，由乔木、灌木和疏林地组成。这些可贵的林区是河西水资源的主要涵养区。

中低山区矿产资源丰富，交通方便，宜于开发利用，特别是煤炭资源，分布广、储存量大、埋藏浅，便于开采。如九条岭、盖掌大坂、康龙寺、皂矾沟等地都有优质的煤炭资源。

三、山间盆地

在历次造山运动影响下，南部山区以褶皱断裂上升和断块沉陷形成冷龙岭——走廊南山、托勒山和托勒南山三大复背斜隆起带和黑河——朱龙关断陷谷地、托勒河断陷盆地和皇城河流谷地。山间盆地总面积2783平方公里，占全区总面积的6.7％。盆地气候温凉，土地肥沃，水草丰茂，是最佳的天然牧场。

【黑河——珠龙关谷地】位于黑河、洪水坝河、珠龙关河上游，面积1549平方公里，占全区总面积的3.7％，海拔3480～4145米。南部由托勒山山前断裂沉降，北部由走廊南山山前断裂沉降后经黑河、洪水坝河、珠龙关河冲刷、移动堆积而成。谷地东部宽阔平坦，以10‰的坡度向东倾斜；中部成楔形，东端开阔，西端收敛，以11‰的坡度向西倾斜；西部狭窄，宽约2～4公里，以10.7‰的坡度向西倾斜。谷地内第四系厚50～150米，由卵砾石和亚砂土组成。由于谷地地势海拔较高，降水较多，气候阴凉，多数地区属于长年冻土区，夏季融冻形成高山沼泽。谷地水源充足，牧草丰茂，土沃川泻，是良好的天然牧场和畜牧业基地。

【托勒河谷地】位于托勒河上游，面积937平方公里，占全区总面积的2.3％，海拔3400～3800米。东西长约80公里，南北宽4～20公里。是第四纪以来，受谷地南、北两侧高角度逆断层影响，断块沉陷形成。基底为下古生界变质岩，第四系厚一般300～500米，最厚可达1000米以上，由沙砾卵石、亚砂土及冰水湖积物组成。谷地东高西低，南、北两侧高，中间低，以3‰的坡度由东向西倾斜。在高大的托勒南山上升影响下，谷地南侧山前地带形成坡度陡峻的洪积扇裙带，以17‰的坡度向北倾斜。谷地内气候阴凉湿润，降水较多，溪流密布，泉水和湖沼多处分布，土肥草丰，灌木丛生，也是理想的天然牧场和畜牧业基地。

【皇城河流冲积谷地】位于东大河中游，面积295平方公里，占全区总面积的0.7％。海拔2620～3200米，是斜河和石桥河在皇城以南地区交汇形成的河流冲积三角洲。盆地第四系厚30～100米，由沙砾卵石及亚砂土组成。地势平坦，南高北低，西高东低，地形以5‰的坡度向北倾斜。气候温凉湿润，降水较多，水源充足，牧草丛生，绿草如茵，为兴牧佳地。