兰州市海拔在1500米到3000米之间，兰州地势西部和南部高，东北低，黄河自西南流向东北，横穿全境，切穿山岭，形成峡谷与盆地相间的串珠形河谷。峡谷有八盘峡、柴家峡、桑园峡、大峡、乌金峡等；盆地有新城盆地、兰州盆地、泥湾一什川盆地、青城一水川盆地等。还有湟水谷地、庄浪河谷地、苑川河谷地、大通河谷地等。

兰州属温带大陆性气候。年平均气温10.3℃。夏无酷暑，冬无严寒，是著名的避暑胜地。年平均日照时数为2446小时，无霜期为180天，年平均降水量为327毫米，主要集中在6-9月。