西北地区地形、地貌十分复杂，类型多样，包括了我国西部的三大高原、四大内陆盆地和高山深谷的巨大山系。

兀立于西北地区南部的青南高原是青藏高原主体的一部分，是全区地势最高的地区，一般海拔在4000～4500m以上，由昆仑山脉及其支脉可可西里山、巴颜喀拉山和阿尼玛卿山组成，冰川十分发育，西部高原面完整，南部和东部是长江、黄河和澜沧江的发源地，故有江河源之称。昆仑山以南为多年冻土区，冻土厚度达70～80m，形成多种多样的冻土地貌。

横贯本区北部干旱剥蚀的内蒙古高原，海拔1000m 左右，高原面起伏和缓，其特点是风多雨少，戈壁沙漠分布面积较大，巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠、乌兰布和沙漠、库布齐沙漠和毛乌素沙地都分布在内蒙古高原西部。

沟壑纵横的黄土高原分布在本区东部，北以长城、南以秦岭为界，包括甘肃东部、宁夏南部、陕西的陕北和关中盆地，以及内蒙古的鄂尔多斯高原，面积约24万km2，是我国西北黄土高原的主体部分，也是黄土分布和厚度最大、黄土地貌类型最为典型的地区，海拔一般在1000～2000m左右。大致以六盘山为界，东西各有不同的地貌特征。六盘山以西，地貌类型以黄土丘陵为主，梁峁起伏，沟壑纵横，地形破碎，水土流失严重，由于黄河及其支流的切割，形成峡谷与盆地相间分布；六盘山以东，地貌类型以黄土沟壑为主，黄土厚达100m以上，塬面平坦，塬面保持较好的有董志塬、早胜塬、山河塬等，黄土塬上耕地较多，农业生产条件较好。陕北黄土高原由于水流长期冲刷，地貌形态以梁、峁、塬及沟壑密布，延安以北地形相当破碎，为峁梁沟壑地形，延安以南黄土塬稍完整，如洛川塬就是现存面积较大的黄土塬之一。

山脉是构成地形的骨架。西北地区的高大山脉多为东北及西北走向展布，阿尔泰山、天山、昆仑山大致平行排列，横贯于我国中部的昆仑山—秦岭山系从帕米尔高原一直延伸到华北平原，成为我国南北的分界，昆仑山是新疆和西藏的界山，也是西藏高原和塔里木盆地的分界山脉，因此也成为西北地区的南界。昆仑山终年积雪，雪线在5500m 左右，西昆仑山高峰慕士塔格高7560m，冰川十分发育；东昆仑山分为3 支：北支祁曼塔格、中支阿尼玛卿、南支可可西里及巴颜喀拉山，为长江、黄河的分水岭。该地区地形高差较大，喀喇昆仑山属青藏高原，平均海拔在4000m 以上，最高峰乔戈里峰高达8611m，是世界第二高峰，而天山中的吐鲁番盆地的最低点海拔为-155m，是我国陆地最低的地方，也是世界著名的洼地之一。

上述高山环境的内陆盆地有准噶尔盆地、塔里木盆地、柴达木盆地和河西地区。这些盆地不仅从地形上而且从地质构造上具有盆地的特点，它们分别构成了各自独立的水资源系统。

塔里木盆地位于天山与昆仑山之间，是我国最大的内陆盆地，四周被4000～5000m的高山环绕，为全封闭的巨大内陆干旱盆地。北为天山山脉，南为昆仑山和阿尔金山，西为帕米尔高原，东接河西走廊，总面积105 万km2，为东西轴长的椭圆形盆地。盆地边缘山前地带环状分布着冲洪积平原。在各河流的出口处，形成大小不等的绿洲。盆地中部为塔克拉玛干沙漠，沙漠面积约33.76万km2，约占全国沙漠面积的一半以上，是世界上第二大沙漠，以流动沙丘为主，气候极端干旱，生态环境极为脆弱。

准噶尔盆地位于新疆北部，是一个大致成三角形的内陆盆地，面积约20万km2，海拔高程200～1000m，北界阿尔泰山，南界天山，西面有阿拉山口和额尔齐斯河谷，自古以来就是交通要道，大西洋气流可以经此进入北疆，对北疆的气候影响很大。盆地中为古尔班通古特沙漠，面积4.5万km2，为我国第二大沙漠，多为固定、半固定沙丘，天山脚下是广阔的冲积扇平原，为主要农业区。(www.daowen.com)

柴达木盆地为青藏高原北部边缘的一个巨大封闭内陆盆地，是我国著名的内陆干旱盆地，西北、东北和南面分别被阿尔金山、祁连山和昆仑山所环绕，总面积27.5万km2，山区海拔4000～5000m以上植被稀少、岩石裸露，海拔5100m以上终年积雪，现代冰川广布。盆地底部一般海拔2600～3000m，呈不规则的菱形，地貌复杂多样，盆地内北侧为一串小型山间盆地，南部为山前冲积平原，分布有戈壁带，其上有大面积分布的沙丘，盆地中部和南部多盐湖、咸水湖和盐水沼泽。

河西走廊东起乌鞘岭，西止甘肃与新疆交界，南界祁连山，北至走廊北山（龙首山、合黎山和马鬃山的统称），面积27.61万km2，其中山区面积16.11万km2，平原面积11.5万km2，约占甘肃省总面积的61.36%。

河西走廊南部的祁连山—阿尔金山山地，海拔3000～5600m，主峰5547m，在海拔4000m 以上的岭、沟中，终年积雪，发育着现代冰川。东、中段湿润，森林覆盖良好，为水源涵养林区；西段干燥，林木稀少，为山地草原和荒漠草原牧区。山地面积9.12万km2。

河西走廊东端的乌鞘岭是我国东西地理的分界线。

河西走廊中部祁连山和北山之间为一狭长的走廊平原，东西绵延1000 多km，呈绿洲与戈壁、沙漠间断分布，地势平坦，光热资源充足，是主要的农业灌溉区。平原区面积11.5万km2。

河西走廊北部的北山山地，海拔1500～2500m，属低山丘陵地形，干燥、贫水、植被稀少、风蚀强烈，为荒漠天然牧场。面积6.99万km2。

由于地质构造隆起，将走廊从东到西分割成3 个独立的内陆河流域，即东段的石羊河流域，中段的黑河流域和西段的疏勒河流域，同时走廊从南到北分隔成一系列的盆地，形成了若干南盆地和北盆地。