一、地质
天祝县境内山地统属祁连山系，在古生代为祁连地槽向东延伸的海浸地带，沉积了中奥陶纪、志留纪的灰色和绿色岩系数。加里东运动和海西运动对本地区影响极大，特别是海西运动中海浸退却，造成了祁连雏形。在强列的褶皱、断层过程中，伴之以猛烈的火山运动，大量的岩浆或浸入或溢出，质地槽内长期沉积的岩层被挤压而形成了复杂的祁连山褶皱系。经过石灰纪、二迭纪的多次海进海退和褶皱断层，山地隆起，山间也出现了如金强河盆地、松山盆地、安远盆地、寨子滩盆地等断陷盆地。在山前坳陷地带堆积了海相和陆相沉积，形成了中生代煤系地层。到燕山运动，原来的地层褶皱再褶皱，使祁连山断块上升为高大的山脉。
（一）地层
天祝县地层发育比较齐全，前震旦系、震旦系、寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二迭系、三迭系、侏罗系、白垩系、第四系均有分布。
（二）构造
天祝其地质构造单元上属祁连褶皱系，由西北向东西向的的折转带上。根据李四光的板块学说，这一地区乃是阿拉山古陆块前沿祁连山吕梁弧西翼的一部分，处在板块与地槽的接触带上。
二、地貌
（一）地貌特征
天祝县地处我国地形第一阶梯青藏高原向第二阶梯黄土高原的过渡地带。以乌鞘岭为界，东西两侧差异很大，西北部是祁连山区，海拔大都在3500米以上，主要山岭海拔也都在4000米以上。大雪山最高，海拔达4874米，终年冰雪覆盖，是石羊河支流西营河、金塔河、杂木河、黄羊河的发源地。乌鞘岭以东及毛毛山南麓的广大地区，海拔2610～3565米之间，大部分地区为黄土覆盖，呈现为黄土高原和丘陵景观。县境西南的大通河沿岸，海拔2040～2300米之间，是全县最低的地区。
主要山岭由西北向东南延伸，高度逐渐降低。祁连山东延冷龙岭在县内分为南北两支，北支东延为代乾山（海拔4303米），雷公山（海拔4326米）、乌鞘岭（海拔3561米）、毛毛山（海拔4074米），再东入景泰县境内，进入黄土高原。这条山岭是内陆石羊河水系与黄河水系的分水岭，也是自然地理的重要分界线，它阻挡着东南季风的西进。南支马牙雪山，海拔4447米东南为岗森岭（3835米）、三宝山（3770米），再东南入永登县，进入黄土高原。
（二）地貌类型
西北部高山高原区金强河上游以北的冷龙岭、卡洼掌、磨脐山、响水顶、代乾山、雷公山一带，地势高峻，海拔多在4000米以上，山峰则只有4100～4847米，相对高度不太显著，呈现出地势开阔坦荡，气势雄伟的高原特色，是青藏高原的东北边缘。雪线以上，广布着现代冰川，冰雪资源丰富，以卡洼掌为极高点，发源了许多向四周分流的放射状河流，河流切割山地，形成了许多深邃的峡谷，山间谷地和开阔的高原上，水草丰美，是优良牧场。
西南部高山峡谷区金强河（包括金强河谷）以南的马牙雪山、五台岭、桌子山、三宝山一带，海拔在3000米以上，山脉呈现西北--东南走向，在马牙雪山与青海省仙密大山、青石岭之间的西北——东南走向的大通河、马牙雪山与雷公山之间的金强河山地岭谷紧密相同，高山与深谷高差悬殊，山坡陡峭，尤其马牙雪山轴部为性质较脆的深层石灰岩构成，山地海拔特高，气候酷寒，冻裂风化十分强烈，形成了山峰峻峭，壁立万仞，嶙峋崎岖的景象。古人有诗曰：“马齿天成银作骨，龙鳞日积玉为胎”。河谷由西北部的3000米左右向东南下降至2000米以下。大通河和金强河两岸，形成狭长的谷地，谷地两岸，地势广阔平坦，土壤肥沃，灌溉便利，是主要的农业区。
中部中山区金强河以北的乌鞘岭、毛毛山近于西东走向，海拔在3000上下，长约60公里，宽约30公里，是一条东西狭长的山地。山地西连祁连山主脉，向东在白银市境内没入黄土高原，成为我国黄土高原与内蒙古高原的分界线。山区受地形影响降水较多，天然植被生长、保存较好。山地南侧河流少而且小，河蚀作用不太显著，但物理风蚀极为强烈，风蚀物质覆盖在山坡上，填充于沟谷中，以致主脊线两侧形浑圆，外形完整，大部分山地保持了原始山地构造的外形，山地的北侧坡较为陡峻，如乌鞘岭、毛毛山岭脊高度为3949米，向北15公理处，海拔则只有2000米，在15公里的直线距离内高差近2000米，可见坡面的陡峻；山地南侧坡则较为平缓，如山地南面的永登县，海拔2070米，由永登到乌鞘岭，在50余公里的直线距离内，高差仅有2000米。
乌鞘岭、毛毛山北侧受降水、地形的制约，分布于山麓地带的河流，流程很短就没入腾格里沙漠，而南侧的河流汇集注入黄河，所以乌鞘岭、毛毛山又成为我国西部内外流域的分界线。
山前低山丘陵区海拔2600米以下的低山丘陵，在县境内分布范围很广，占全县土地总面积的四分之一以上。但主要集中在中部中山周围及西北部高山高原的东北边缘。中山地区似是古造山运动中的山前坳陷带，后经抬升而形成山地，在抬升过程中有些地域因断裂下陷而形成构造盆地，如金强河谷地、安远盆地、西大滩谷地、哈溪滩盆地、寨子滩盆地、松山盆地等。在上述谷地或盆地中，地势平坦、土壤肥沃，是重要的农业区。谷地周围的山地相对高度在50～200米间，由于流水侵蚀较弱，物理风化强烈，风化物堆积于山坡和谷地中，形成山顶浑圆，山坡平缓，在毛毛山西南部的黄土高原上也发育了塬、梁、峁等地貌。低山所踞之处，名曰山地，实为丘陵。丘陵地区，草原广宽，牧草丰茂，适于发展畜牧业，是县内主要的牧区或旱作农业区。
（三）主要大山简介
本书是武威历史上第二部地市级地方志书，是新中国成立以来武威市编纂的第一部通志，是武威及武威人民几千年来文化历史的记录。
马牙雪山藏语称阿尼嘎卓，因形似马牙，终年积雪而得名。位于天祝县西部，主峰白石尕石达（藏语伦布什则）海拔4447米。马牙雪山，年均所温-6．5℃。可利用草原面积占总面积的50%，并有灌木林分布。矿产资源有石膏、石英石、石灰石等。野生动物有熊、雪豹、白臀鹿、狐、麝、石羊、蓝马鸡、雪鸡、狼等。中药材有雪莲、羌活、秦艽、冬虫夏草、柴胡、黄柏、五灵脂等。
乌鞘岭藏语称哈香日，意为和尚岭，东晋时称洪池岭，明时称分水岭，清时称乌稍岭、乌梢岭、乌鞘岭，民国时称乌沙岭，后通称乌鞘岭。位于县境中部，为河西走廊咽喉，古丝绸之路要道，系军事要地。兰新铁路和甘新公路翻山而过。年均气温-2．2℃，主峰大顶海拔3562米。是季风区和非季风区的分界线，也是干旱区和半干旱区的分界线。气候变化无常，6～8月冰雹频繁，危害农牧业，虽为暑天，逢雨即飞雪，清代杨惟昶称之为“炎天飞雪”之奇景。岭脊有韩湘子庙遗址，现建有气象站、电视差转台、火车站。草原面积广阔。有煤、沙金、石灰石、灰岩、铜等矿藏资源。并有秦艽、红根草、蒲公英、升麻、益母草等中药材。
毛毛山藏语称阿尼格宁，位于县境东部，主峰海拔4074米，年均气温-4℃，是一条横贯东西的分水岭。唐时叫琵琶山，清时称木茂山、不毛山，后讹为毛毛山。脊南草原面积广阔，属高寒草甸草场，脊北多森林。有羌活、升麻、祖师麻、秦艽、雪莲等中药材；有麝、狍、狼、狐狸、蓝马鸡、雪鸡、野雉等野生动物；矿藏主要有煤、沙金、铁等。
卡洼掌藏语意为雪掌，位于县境西北部，是甘肃和青海的界山。主峰大雪山海拔4874米，为天祝最高峰，发育着现代冰川，年均气温-8℃。可利用草原上占总面积的70%，森林占15%。有煤、金、铜、铁、石英石等矿藏，羌活、黄柏等中药材，雪豹、麝、熊、白臀鹿、狼等野生动物。
雷公山清时称雷峰山，因多雷暴雨而得名。位于县境中部，主峰海拔4326米，年均气温-6℃。可利用草原占总面积的90%，以高山草甸场和灌丛草场为主。有熊、麝、豹、狐狸、石羊等野生动物和羌活、雪莲、秦艽等中药材。山上有雷公祠遗址。