古元古代末期，兰州盆地地区发生了区域动力热流变质作用，形成了构成
阿拉善盟地块结晶基底的敦煌岩群。在中寒武世早期发生裂解，于晚奥陶世末期碰撞成山，并在
志留纪发育
前陆盆地。
侏罗纪末期，冈底斯地块与北方大陆碰撞拼接，造成
祁连山脉隆升，并在山前形成一系列断陷盆地。
早燕山运动晚期，印度板块持续向北俯冲，造成祁连、
秦岭褶皱带内相互碰撞，产生的离散作用使研究区基底再次活动并发生走滑运动，导致盆地南北缘发生断裂断陷，形成断陷盆地；早白垩世中期，离散作用进一步加强，强烈的走滑运动使盆地基底沿南缘基底断裂下滑，形成一系列与之垂直的盆地同生拉张断裂，盆地规模持续扩张。早白垩世晚期，受中
燕山运动的影响，盆地整体抬升，逐渐缩小，并在早白垩世末期完全抬升为陆，结束了盆地的演化史。
同时在早
白垩纪时期，
兰州市地区由于位于兰州-民和盆地，沉积形成了一套以红色为主色调、以泥岩和
页岩为主的陆相
沉积物，这为后来在此地区形成特殊的丹霞地貌提供了物质基础。
中段金城关最窄处，
黄河河面宽仅200余米，将盆地分为东西两部分，呈葫芦形。西部由白垩系河口群组成，东部由前寒武系皋兰群及古生界
花岗石组成，黄河自西向东穿过盆地。在新构造运动作用下，形成高出黄河230余米的
九州台高阶地及两岸六级阶地。
属中温带半干旱气候区，年降水量328毫米，年然发量1438米，年均气温9°黄河沿岸阶地为
甘肃省的政治、经济、文化和交通中心
兰州市。