祁連山位於中緯度北溫帶，深居內陸，遠離海洋，它又處於青藏、蒙新、黃土，三大高原的交匯地帶，由於青藏高原對大氣環流的特殊影響，使夏季來自東南季風的溼潤氣流得以北進西伸，波及本區；冬季受內蒙古乾冷空氣，西北寒冷氣流的影響，致使本區冬季降溫幅度大，氣溫年較差較大。
多種因素的疊加構成了祁連山林區主要的氣候特徵，即大陸性高寒半溼潤山地氣候。表現為冬季長而寒冷乾燥，夏季短而溫涼溼潤，全年降水量主要集中在5～9月，本區由淺山地帶向深山地帶，氣溫遞減，雨量遞增，高山寒冷而陰溼，淺山地帶熱而乾燥。隨著山區海拔的升高，各氣候要素髮生有規律自下而上的變化，呈明顯的山地垂直氣候帶。自下而上為：淺山荒漠草原氣候帶、淺山乾草原氣候帶、中山森林草原氣候帶、亞高山灌叢草甸氣候帶、高山冰雪植被氣候帶。 祁連山東側由於受夏季季風的影響降水量最多，如門源站年降水量為519mm，向西北方向逐漸減少，肅北站年降水量只有150mm左右。祁連山區比周圍地形較低的地區降水量要多，如托勒站與酒泉站相距不到100KM，但年降水相差200mm。降水量隨著高度的遞增呈現出“S”型曲線變化的趨勢，有一個降水量的“極大高度”和“極小高度”，“極大高度在1800～2800m之間，“極小高度”在2200～3600m之間，一般是祁連山東南部高度較低，向西北逐漸升高。
由於祁連山地處內陸腹地，不但受東南季風輸送來的暖溼氣流影響，而且還受西風流帶來的大西洋冷溼氣流的影響，在盛夏期間一定程度上還受到翻越青藏高原的印度洋暖溼氣團的影響，水汽來源較為複雜，加上山區夏季對流性降水的影響，使得祁連山降水的年際變化較大。冬季（12月～2月）降水量較少，月降水量不超過5mm，7月和8月降水量最多，東段月降水量最多可達110mm。
河西走廊西部區主要受西風帶系統的影響，降水較少，變率較大。祁連山東部區主要受西南或東南暖溼氣流的影響，降水量比較大，變率較小。祁連走廊中部區由於高山的阻擋，西風帶系統和東南暖溼氣流的影響減小，形成不同於其它區的降水特徵。較大量的降水，較大的溼度，為幼樹的生長髮育提供了充足的水分保障。經西水站測定，降水總的變化特徵是海拔每升高100m，年降水量平均遞增4.99%。海拔在3000m以下，降水遞增率呈高峰型；3000～3400m降水遞增緩慢；3400～3600m遞增又呈高峰型；當海拔超過3600m時，降水量遞增緩慢，山頂處呈下降態勢。 祁連山區植被較好，有許多天然牧場。自海拔2000m向上，植被垂直帶分別為荒漠草原帶（海拔2000～2300m）、草原帶（2300～2600m）、森林草原帶（2600～3200m）、灌叢草原帶（3200～3700m）、草甸草原帶（3700～4100m）和冰雪帶（>4100m）。其中森林草原帶和灌叢草原帶是祁連山的水源涵養林，大通河、石羊河、黑河等河流發源於此，是河西走廊綠洲的主要水源。祁連山區的氣候變化會直接影響其周圍植被的好壞，從而影響當地經濟的發展。
祁連山位於中緯度北溫帶，深居內陸，遠離海洋，它又處於青藏、蒙新、黃土，三大高原的交匯地帶，由於青藏高原對大氣環流的特殊影響，使夏季來自東南季風的溼潤氣流得以北進西伸，波及本區；冬季受內蒙古乾冷空氣，西北寒冷氣流的影響，致使本區冬季降溫幅度大，氣溫年較差較大。
多種因素的疊加構成了祁連山林區主要的氣候特徵，即大陸性高寒半溼潤山地氣候。表現為冬季長而寒冷乾燥，夏季短而溫涼溼潤，全年降水量主要集中在5～9月，本區由淺山地帶向深山地帶，氣溫遞減，雨量遞增，高山寒冷而陰溼，淺山地帶熱而乾燥。隨著山區海拔的升高，各氣候要素髮生有規律自下而上的變化，呈明顯的山地垂直氣候帶。自下而上為：淺山荒漠草原氣候帶、淺山乾草原氣候帶、中山森林草原氣候帶、亞高山灌叢草甸氣候帶、高山冰雪植被氣候帶。 祁連山東側由於受夏季季風的影響降水量最多，如門源站年降水量為519mm，向西北方向逐漸減少，肅北站年降水量只有150mm左右。祁連山區比周圍地形較低的地區降水量要多，如托勒站與酒泉站相距不到100KM，但年降水相差200mm。降水量隨著高度的遞增呈現出“S”型曲線變化的趨勢，有一個降水量的“極大高度”和“極小高度”，“極大高度在1800～2800m之間，“極小高度”在2200～3600m之間，一般是祁連山東南部高度較低，向西北逐漸升高。
由於祁連山地處內陸腹地，不但受東南季風輸送來的暖溼氣流影響，而且還受西風流帶來的大西洋冷溼氣流的影響，在盛夏期間一定程度上還受到翻越青藏高原的印度洋暖溼氣團的影響，水汽來源較為複雜，加上山區夏季對流性降水的影響，使得祁連山降水的年際變化較大。冬季（12月～2月）降水量較少，月降水量不超過5mm，7月和8月降水量最多，東段月降水量最多可達110mm。
河西走廊西部區主要受西風帶系統的影響，降水較少，變率較大。祁連山東部區主要受西南或東南暖溼氣流的影響，降水量比較大，變率較小。祁連走廊中部區由於高山的阻擋，西風帶系統和東南暖溼氣流的影響減小，形成不同於其它區的降水特徵。較大量的降水，較大的溼度，為幼樹的生長髮育提供了充足的水分保障。經西水站測定，降水總的變化特徵是海拔每升高100m，年降水量平均遞增4.99%。海拔在3000m以下，降水遞增率呈高峰型；3000～3400m降水遞增緩慢；3400～3600m遞增又呈高峰型；當海拔超過3600m時，降水量遞增緩慢，山頂處呈下降態勢。 祁連山區植被較好，有許多天然牧場。自海拔2000m向上，植被垂直帶分別為荒漠草原帶（海拔2000～2300m）、草原帶（2300～2600m）、森林草原帶（2600～3200m）、灌叢草原帶（3200～3700m）、草甸草原帶（3700～4100m）和冰雪帶（>4100m）。其中森林草原帶和灌叢草原帶是祁連山的水源涵養林，大通河、石羊河、黑河等河流發源於此，是河西走廊綠洲的主要水源。祁連山區的氣候變化會直接影響其周圍植被的好壞，從而影響當地經濟的發展。