金昌地质，以 [[ 龙首山 ]] 南侧深大断裂为界，北部属中朝准地台阿拉善隆起带，南部为北祁连地槽。

西南部祁连山 [[ 冷龙岭 ]] 及其支脉，山势雄伟挺拔，有“祁连近天都”之称，冷龙岭为境内最高峰，海拔4442米，终年积雪，山间分布天然森林，高山草甸，植被覆盖率达75%，是金昌重要的水源涵养区，自古就有“祁连雪皑皑，焉支草茵茵”之说，是久负盛名的天然牧场。

中部祁连、 [[ 大黄 ]] 、 [[ 武当 ]] 、龙首山之间的永昌、清河、三堡等绿洲，海拔在1800米左右，地势平坦，土地肥沃，是境内主要农作物种植区。

金昌属多日照区,年平均日照总时数：市区2981.6小时，永昌2884.2小时，南部山区2210.5小时。年平均日照百分率：市区65，永昌66，南部山区51，各年相差不大。3月中旬至10月，日照总时数达1506.0-1859.8小时，可以满足农作物生长需要。西南部农作物一年一收；东北部和东部，8月至10月日照良好，还可种植一些晚秋作物和饲草。市区年辐射量138.0千卡/厘米2，永昌137千卡/厘米2，南部山区( [[ 沙沟寺 ]] ，下同)114千卡/厘米2。日射总量5月、6月份最多，12月、1月份最少。

金昌地处内陆干旱区，降水量由东北向西南随地势升高而增加，川区降水少，山区降水多。年平均降水量，市区139.8毫米，永昌185.1毫米，南部山区351.7毫米。每年雨季在5-9月。6-8月降水占全年降水量：市区66，永昌55，南部山区54。一日最大降水量，市区129.5毫米，永昌65.4毫米，均出现在1987年6月11日。是金昌百年不遇的特大暴雨 , 在河西地区也属罕见。工农业和城市用水主要依赖祁连山区降水和 [[ 东大河 ]] 源头高山冰雪融水供给。东大河源头冰川，处于祁连山冷龙岭山区，共有冰川62条，总面积34.43平方公里，总储量1.1829立方公里，分布在海拔高程4040-5154米之间。

金昌横跨两个地质构造单元, ， 以龙首山南侧深大断裂为界, ， 北部为阿拉善台块, ， 南部为祁连山褶皱带。这些构造单元, ， 在漫长的地质历史过程中, ， 经历了复杂的地质演化, ， 造就了优越的成矿条件, ， 生成了丰富的矿产资源。

金昌市地表水资源5.003亿立方米。其来源主要是祁连山区的大气降水和高山冰雪融化。主要河流有 [[ 东大河 ]] 、 [[ 西大河 ]] 和 [[ 金川河 ]] ，均属石羊河水系，为常年性内陆河。此外，还有清河（乌牛坝）和18条小沟小河，其中常年流水的只有6条，流量小，流程短。全市地下水综合补给量为2.77亿立方米/年，可采量为1.37亿立方米/年。