一、土地资源
全区总土地面积5081平方公里，折合762．15万亩。其中山区196．64万亩，占25．8%；平川区296．18万亩，占38．9%；沙漠区296．32万亩，占35．3%。1985年有林地32．29万亩，草地138．41万亩，水域占地33．71万亩，其他用地33．22万亩，难利用地366．71万亩。实际耕地面积只有157．81万亩，不足土地面积的1/5。到2006年，基本保持平稳不变。
二、气象资源>
凉州区气候属温带大陆性干旱气候，太阳辐射强，日照充足，降水稀少，蒸发量大；夏季短而较热，冬季长而寒冷，年温差大。
1、光照>
（1）日照凉州区全年日照时数为2967．8小时，日照百分比为67%。随高度增加，日照时数减少，日照百分比也减少。海拔2000米左右地区，年日照时数为2363小时左右，日照百分比为54%；2300米左右地区，日照时数为2210小时左右，日照百分比为51%。日照年分布：川区7月日照时数最多为298．7小时，2月日照时数最少为221．2小时；山区6月日照时数最多为236．7小时，12月日照时数最少为142．7小时。川区夏作物生长季（4～7月）总日照时数1088．2小时，占全年日照时数的36．7%，每天平均实照8．9小时，6月下旬至7月中旬每日平均实照时数为9．6小时。秋作物生长季（5～9月）总日照时数为1330．2小时，占全年日照时数的44．8%，每天平均实照8．7小时。山区作物生长季（5～8月）总日照时数867．4小时，占全年日照时数的39．2%，每天平均实照7．1小时，比川区作物所得到的日照少近2小时。
（2）太阳辐射量年太阳辐射量为138．45千卡/平方厘米，随高度增加，由于云量增多，日照时数减少，总辐射量也随之减少。浅山区年总辐射为118．21千卡/平方厘米，比川区减少14．6%；山区为114．13千卡/平方厘米，比川区减少17．6%。
（3）生理辐射能为植物生长直接利用的太阳辐射能是可见光部分，其波长在0．38～0．71微米之间，约占总辐量的49%。川区总量为67．84千卡/平方厘米，浅山区和山区分别为57．91和55．92千卡/平方厘米。
2、温度
（1）气温年平均气温随海拔高度升高而递减。平川区7～8℃，山区5℃左右，中高山区0～4．5℃。最冷月元月和最热月7月平均气温：平川区分别为-8～-10℃和19～23℃；山区为-10℃和18℃。气温年较差：平川区23～33℃。气温平均月较差：平川区北部15．2℃，其余平川区12～14℃，低山区10～12℃。
气温的年际变化：根据凉州区气温资料分析，从20世纪40年代以来，年平均气温有逐渐降低的趋势。进入21世纪后，年平均气温呈升高趋势。
最高、最低气温：月平均最高气温，以7月最高，为29．0℃，1月平均最低气温为-14．9℃。
极端最高气温为38．5℃（1952年7月20日），极端最低气温为-29．5℃（1952年2月18日）。
（2）积温气温高低与农业生产关系十分密切，一般情况下，日平均气温达到0℃度以上时，土壤开始解冻，田间耕作开始，故称日均温≥0℃的持续时间为农耕期；当日均温≥5℃时，农作物和树木复苏，故称日均温≥5℃的持续时间为生长期；当日均温高于10℃时，作物生长活跃，故称日均温≥10℃的持续时间为活跃生长期；日均温≥15℃的持续时间称为喜温作物适宜生长期。境内由于自然条件不同，不同积温的开始、终期和积温都不同。
（3）地温与冻土境内地面多年平均温度为11℃，比气温多年平均值高3．3℃。最热月7月平均为27．6℃，最冷月1月为-7．8℃；极端最高地温为69．4℃（1980年6月11日），极端最低地温为-33．3℃（1967年1月15日）。地温从地面向下20厘米处的变化趋势，冬半年（9-2月）地温随深度增加而增高；夏半年（3～8月）地温随深度增加而降低。
冻土与地表温度有关，平均开始冻结日期为11月2日，最早10月12日，最迟为12月2日。解冻日期平均在3月24日，最早为3月2日，最迟为4月17日。历史上最大的冻土深度为1．42米。
3、降水
（1）降水量凉州区深居内陆，远离海洋，加上境内地形和海拔高度的影响，不仅降水稀少，而且地区分布也十分不均，呈现由北向南逐增加的规律。凉州区城郊（高坝）海拔1531米，年降水量161．6毫米；黄羊镇海拔1766米，年降水量216．7毫米；杂木寺水文站海拔2010米，年降水量340．6毫米；沙金台（张义镇）海拔2310米，年降水量416．6毫米。
（2）降水量的时序变化凉州区降水量的年际变化大，多年平均降水量为161．6毫米，最多年降水（1944）为263毫米，最少年（1939）为89毫米，最多年是最少年的3倍。降水量的年际变化山区小于平原，山区沙金台1961年降水量为539．9毫米，1965年最小，为275．7毫米，最多是最少的2倍。据气象部门统计：凉州区的年降水量从20世纪40年代开始，有明显减少的趋势。川区40年代平均年降水量为167．3毫米，到80年代平均年降水量减少到159．3毫米；杂木寺50年代为388．7毫米，80年代减少到356．9毫米；山区50年代为705．5毫米，80年代为632．3毫米。
降水量在年内分配也很不均匀。冬季受西伯利亚冷高压的控制，降水稀少，从10月到第二年的3月降水仅占全年的15～18%，12月平均降水量只有1．2毫米。而每年4～9月降水量则占全年降水量的82～85%，其中7、8、9三个月最多，占全年的60%左右。
年降水量虽然大部分集中在作物生长期内，但平川区只能满足夏季作物需要的10～25%，满足秋季作物的20～39%。因此，农作物生长基本上全赖灌溉。
（3）降水强度按照日降水量0．1～10．0毫米为小雨、10．1～15．0毫米为中雨、15．1～30．0毫米为大雨、大于30毫米为暴雨的标准衡量：走廊地区每年有小雨51次、中雨3次、大雨不到1次。暴雨极个别年份偶尔出现（1966年8月14日降水量42．2毫米、1947年9月4日降水量36．4毫米）。2006年7月30日，降水量48．5毫米。浅山区年降小雨73次、中雨8次、大雨1次。山区每年小雨100次左右，中雨15次，大雨2次多。
（4）降雪和积雪走廊地区降雪平均开始时间为10月27日，最早年份出现在9月28日，最迟为12月18日；平均终止日期为4月13日，最早年份为3月5日，最迟结束在5月10日；平均降雪期为169天，最长为211天，最短只有95天；年平均降雪日数为12．3天，最多年份为24天，最少年份为2天；历年平均积雪日为27天，最多年份为67天，最少年份为3天；积雪多在每年12月1日，积雪最厚度为13厘米（出现在1959年2月17日和1963年3月10日）。
祁连山区积雪开始于9月中下旬，结束于5月下旬和6月上旬，积雪期长220～265天，积雪最厚度19～24厘米。
4、其它气象要素
相对湿度凉州区气侯干燥，空气中相对湿度小，川区年平均相对湿度为53%，日间最小相对湿度除7～8月和12月为4～5%外，其余月份均为0。
蒸发蒸发量大，川区年蒸发量≥2000毫米，浅山区为1100～1200毫米，高山区720毫米左右。一年中6～7月蒸发最大，1月最小。
风年平均风速2．0米/秒，一年中春季风速最大在2．3～2．7米/秒，冬季较小在1．6～1．8米/秒。区北部和黄羊地区风速较大，年平均风速为3．1米/秒。风向多为西北。
5、气象灾害
主要农业气象灾害有干旱、干热风、大风、低温霜冻、冰雹、暴雨等。
（1）干旱凉州区虽是灌溉农业，但干旱仍是制约农业生产的主要气象灾害，尤其山麓旱滩地区，影响更大。即就是灌溉地区，由于干旱直接导致各河流来水量减少，田间蒸发加大，对作物产量影响也很大。干旱危害最大的时候是春末初夏干旱和伏秋干旱，此时正是夏秋作物生长的需水关键期，常因干旱造成大幅度减产。
（2）干热风群众称“热东风”、“火风”。其农业气象指标为：6～7月期间，日最高气温≥30℃，同日14时内空气相对湿度≤30%，吹偏东风且无降水为“干热风”
，持续2天以上为一次。干热风常发生在6～7月，正值小麦开花灌浆时期，常造成小麦青秕，千粒重下降而减产。其危害程度视强度和发生时段而不同，强年减产10%以上，中、弱年份减产10%以下。发生在小麦开花、灌浆期影响最大。干热风危害程度随地理位置不同而不同，川区北部海拔1440～1600米为重区，尤其荒漠沿线危害为大；1600～1800米为轻区，高于1800米的地区基本无危害。
（3）大风和沙暴大风是指瞬间风力在8级以上的吹风天气。大风常伴随沙暴，危害是多方面的，如土壤风蚀、墒情锐减、禾苗倒伏、沙压、果实脱落等。
凉州区大风年平均达16天，最多年达39天，最少年亦有5天。4～5月最多，平均6天，10～12月最少，平均每月0．3天。1959年4月27日曾出现过34米/秒的偏西大风，同日黄羊地区出现了40米/秒的大风。沙暴日数年平均在14．6天，最多年可达30天，最少年6天，多发生在川区中北部，沙漠沿线尤为常见。随着防护林网建造，大风、沙暴逐渐减少，近10年来大风日数比以前减少近2次，沙暴次数减少3次。
（4）低温霜冻霜冻是危害农作物主要灾害之一，受霜冻危害的作物，重的可以冻死，轻的也会影响生长。如1971年5月27日春霜冻，受冻作物达10万亩，大部作物被冻死改种。1972年9月23日秋霜冻，使秋作物和复种作物不能成熟，多数作物减产32%。
霜冻危害指标，一般以最低气温≤1℃为标准，最低气温0℃以下危害较大。有时气温虽在0℃以下，但无白霜，群众称为“黑霜”，危害与白霜同。气温愈低，持续时间愈长，危害愈大。霜冻发生时间和强度在地理分布上差异很大。春霜冻川区较山区结束时早，秋霜冻则川区较山区来的迟。无霜期川区比山区长，川区海拔在1700米以下地区无霜期150～155天；1700～2000米地区为135～150天；浅山区2000～2400米地区为115～135天；2400～3000米高寒山区为95～115天。
（5）冰雹和暴雨冰雹可造成农作物毁灭性灾害，常发生在6～9月，山区多于川区，川区年雹日平均不足1次，最多年3次。暴雨降水时间较短而雨量较大的灾害性天气，通常把日雨量≥30毫米作为暴雨指标。虽然降水稀少，但由于地形复杂，山区植被不良，局部性暴雨灾害常有发生。凉州区暴雨发生在5～9月，多发生在山区，川区年平均0．2次，5年一遇。
6、气候区划
按照地形和水热条件，凉州区气候可分为三个气候区。
（1）南部高寒半干旱半湿润区海拔3000米左右，包括张义镇的南部。年平均气温0℃以下，终年寒冷，年降水量可达600毫米，蒸发量700毫米左右。干燥度≤0．65。
海拔2000～3000米，包括张义、西营镇的一部分。冬冷夏凉，年日照时数2200～2360小时，年平均气温7．5℃～6℃，无霜期100～120天，年降水量250～600毫米，75%以上集中在6～9月，雨季常有冰雹、暴雨，年蒸发量700～1200毫米。干燥度为0．65～1．99。
（2）中部温凉干旱区海拔1500～2000米，包括丰乐、永丰、西营、松树、柏树、金塔、和平、新华等乡镇的一部分及谢河、古城、南营的全部和高坝一部分。地势由西南向东北平缓倾斜。年日照数2369～2968小时，年平均气温6℃～8℃，无霜期120～155天，年降水量150～250毫米，年蒸发量1200～2000毫米。干燥度2．0～4．5。
（3）北部温和干旱区东北部平原及荒漠沿线，地势平坦，海拔1300～1500米，包括九墩、下双、羊下坝、中坝、金羊、金沙、双城、四坝、洪祥、永昌、大柳、清水、双树、发放、清源、长城乡镇的全部及高坝镇的一部分和腾格里沙漠的一部分。年日照时数3000小时以上，年平均气温8℃左右，无霜期150天左右，年降水量150毫米以下，年蒸发量2000毫米以上。干燥度4．5～5．0。
三、水资源
1、地表水资源主要有西营、杂木、金塔、黄羊4条河流，均发源于祁连山冷龙岭北坡，属内陆河流，总集水面积为3986平方公里，多年平均径流量9．4亿立方米。另有小沟小河22条，集水面积718．3平方公里，年径流量0．16亿立方米。
近40年来，由于气候变化等原因，各河流径流量逐步减少，70年代比50年代减少了23．23%。
目前，实际每年可引用的水量，平水年为71．4亿立方米，占总来水量的77．44%；中等干旱年为6．44亿立方米，占总来水量的82．35%。
2、地下水资源地下水来源大部分由地表水转化，地下水总补给量和总消耗量1979年（平水年偏枯）、1980年（中等干旱年偏丰）分别为：5．421、6、4．925、6．31亿立方米。
