黄河が中央部を横断している。中国から西域への通路である河西回廊が省内を西へ延びている。
新疆・モンゴルの砂漠地帯・チベット高原・黄土高原の境目に位置し、地形は東西に細長く複雑。
中部と東部は黄土高原地帯で、南部は陝西省南部から続く秦嶺山脈の一部となっている。
水資源の不足や水土の流失が深刻。