甘肃省位于中国中西部，呈哑铃状，形态相对不规则。地质上分属四个构造单位：红石山断裂带以北的部分属天山 兴蒙造山带；河西走廊至景泰一线以北和最东部的庆阳地区属华北地台；以南为祁连造山带；泽库 武山断裂以南为秦岭造山带。

华北地台的结晶基底沿北部省界出露，称龙首山群和北大山群,Rb Sr年龄19.49亿年，属古元古代。中、新元古界陆源碎屑岩和碳酸盐岩属盖层沉积。南华系韩母山群下部有冰砾岩。下古生界在西北的马鬃山地区为地台型浅海相灰岩和碎屑岩，向南武威市变为笔石相碎屑沉积，上部出现火山岩，已浅变质。鄂尔多斯市陇东地区缺失志留系、泥盆系和下石炭统，上石炭统和下二叠统为含煤层系。中生界为陆相沉积。祁连造山带的古、中元古界变质基底在肃北以东的中祁连带广泛出露，分别称野马南山群、党河群和托来南山群。前者为高绿片岩相片麻岩、片岩、大理石和变质砾岩；后者为板石和含叠层石白云岩系。北祁连带从元古宇到下古生界层位齐全，深水浊积岩和碎屑沉积中含多层次火山岩，中寒武统黑刺沟群、下奥陶 统阴沟群实际上是构造侵位的蛇绿岩套，它们分别代表当时的岛弧、消减杂岩和洋壳残片。下泥盆统缺失，中、上泥盆统雪山群和沙流水群磨拉石不整合覆于其上。晚古生代和以后的演化和华北地台一致。秦岭造山带出露最老的地层为南秦岭带中、新元古代的碧口群变质砂岩、千枚岩和火山岩系，为扬子地台的北部大陆边缘。南华系中含冰碛砾岩。下古生界为笔石页岩相，含火山岩，已浅变质。地台型盖层沉积始于晚古生代，其中晚古生代至中三叠世为海相沉积，以后转为陆相。