賀蘭山南北長220公里，東西寬20～40公里。南段山勢緩坦，三關(guān)口以北的北段山勢較高，海拔2000～3000公尺。主峰亦稱賀蘭山，海拔3556公尺。山地東西不對稱，西側(cè)坡度和緩，東側(cè)以斷層臨銀川平原。賀蘭山為強烈地震帶，1739年銀川附近發(fā)生8級地震，1561年在中寧、1709年在中衛(wèi)都發(fā)生過7.5級地震。賀蘭山北段煤藏豐富，新建有賀蘭山煤炭工業(yè)基地。包蘭鐵路有支線由平羅伸至賀蘭山的汝箕溝。
賀蘭山脈海拔2000~3000米，主峰敖包圪垯位于銀川西北，海拔3556米，是寧夏與內(nèi)蒙古的最高峰。賀蘭山脈為近南北走向，綿延200多公里，寬約30公里，是中國西北地區(qū)的重要地理界線。山體東側(cè)巍峨壯觀，峰巒重疊，崖谷險峻。向東俯瞰黃河河套和鄂爾多斯高原。山體西側(cè)地勢和緩，沒入阿拉善高原。
賀蘭山山間有數(shù)個東西向山谷，著名者有賀蘭口、蘇峪口、賀蘭山三關(guān)口、拜寺口，自古以來就是東西交通要道。山前地帶西夏名勝古跡豐富多彩，有西夏陵園、滾鐘口、拜寺口雙塔等名勝古跡和獨特的沙湖風景區(qū)。賀蘭山東南端為青銅峽，峽谷在藍天和黃河映襯下呈現(xiàn)出青銅色。相傳大禹治水時，劈開賀蘭山，引黃河水北流?，F(xiàn)建有青銅峽水利樞紐工程。賀蘭山西側(cè)有內(nèi)蒙重鎮(zhèn)巴彥浩特，蒙古語為“富饒的城”。
賀蘭山為石質(zhì)山地，土地瘠薄，多巖石裸露，植被類型較簡單，植被覆蓋度低，為野生動物提供的食物很有限，不能滿足野生動物種群數(shù)量的迅速增長。而馬鹿、巖羊喜食的灌木枝葉和草本植物在賀蘭山主要有小葉金露梅、繡線菊、虎榛子、忍冬等，由于野生動物的長期啃食，造成植物的退化和草場的沙化。
賀蘭山與南部的牛首山褶斷帶、清水河—六盤山褶斷帶、羅山—云霧山隆起帶構(gòu)成了一系列的背向斜的斷層。地貌上看，賀蘭山西側(cè)平緩，而東側(cè)陡峭險峻，有大量露出地表的斷層，東側(cè)與銀川平原垂直落差根據(jù)2010年統(tǒng)計可達2000米。賀蘭山北部以花崗巖為主，由于接近烏蘭布和沙漠干旱少雨，所以物理風化強烈，賀蘭山主體在賀蘭山中部，山勢陡峭，山體龐大，海拔較高，一般在2000-3000米之間，主峰敖包疙瘩就在賀蘭山中部，海拔3555米，賀蘭山中部東西寬度可達50公里。賀蘭山南部山勢相對和緩。有汝其溝、大水溝、小水溝、賀蘭溝、插旗溝、蘇峪口溝、三關(guān)口溝等50多條溝谷，溝道成V型，下部較為寬闊，溝底礫石遍布，溝口一般是碎石遍布的洪積扇。
賀蘭山地層發(fā)育比較齊全，化石也比較豐富。自古生代至第四紀地層大都完備，僅缺失晚粵陶世一早石炭世的沉積。前寒武紀的太古界和上元古界與麻巖片石英巖均有出露，見于柳條溝、大武口溝等處。下古生界寒武系的石灰?guī)r、砂巖、頁巖發(fā)育良好，分布普通。上古生界則以石炭與二迭系地層同等發(fā)育為特點，見于石炭井、蘇峪口、石嘴山等地，以頁巖、砂巖等為主，并含有煤層。中生界三迭系地層廣泛分布，侏羅系次之，前者以砂巖、礫巖、頁巖為主，為組成山體的主要地層；后者主要見于汝箕溝、古拉本等地，以各種砂巖為主，為本山區(qū)主要產(chǎn)煤地層之一。白堊系和第三系地層都不發(fā)育。在山前地帶和山間低地廣泛分布著第四系沖積洪積、風積物和山麓堆積物等。
依照地形上來看，可以約分為三段：北段為壯年期地形。山高谷深，坡度甚陡，分水嶺狹窄。三關(guān)以北屬之。三關(guān)至野貓子山為中段，地勢平坦，孤山遠布，為老年期之地形。野貓子山以南，在廣闊的平頂山中，常有狹深的山谷，顯為另一侵蝕循環(huán)的幼年期地形。賀蘭山的地層，大部為華北式的，就是各地質(zhì)時代地層的巖石性質(zhì)及所含化石，完全與華北所見地層相同。
北段東坡山體根據(jù)2010年統(tǒng)計最寬處21公里，海拔不超過2000m，主要由花崗巖組成，邊際有少量沉積巖，物理風化強烈，形成球狀風化地貌，北部接近烏蘭布和沙漠。
中段是賀蘭山主體部分，海拔3000m左右，最高峰沙鍋洲即在此段中賀蘭山脈白雪皚皚部偏南處。這里山體龐大，地勢陡峻，峰巒起伏，峭巖危聳，溝谷下切很深。海拔2000m上下有一段相對較平緩的山坡，出現(xiàn)小型山溝洼地或山間臺地，山坡風化物較厚，甚至出現(xiàn)小型山間積水洼地。中段東坡南狹北寬，2010年統(tǒng)計時最寬處21公里，以蘇峪口為界，向南寬度不足14公里，山勢較為和緩；向北則山體較寬，一般大于14公里，到汝箕溝一帶可達20余公里。這是古生界末期以后中生代的地層發(fā)育，有優(yōu)質(zhì)煤炭資源。
賀蘭山東坡溝道極為發(fā)育，多數(shù)自西向東延伸，呈梳篦狀分布，自三關(guān)口至苦水溝之間有溝道21條，概屬黃河水系的外流區(qū)，其中最大者為大武口溝，集水面積為574平方公里。溝道一般在中、上部下切較深，呈“V”字形，溝道下部則較為寬闊，礫石遍布谷底。
賀蘭山西坡較緩，逐漸過渡到內(nèi)蒙古高原；東坡陡峭，山勢雄偉，高差較大，構(gòu)成一道天然屏障，從而削弱了西伯利亞高壓冷氣流，阻截了騰格里沙漠的東侵，也阻止了潮濕的東南季風西進，使得賀蘭山東西兩側(cè)氣候、水源、植被有著顯著的差別，成為中國外流區(qū)和內(nèi)流區(qū)的分水嶺，是溫帶荒漠草原與荒漠、季風氣候和非季風氣候的分界線，也是半農(nóng)半牧區(qū)和牧區(qū)的分界線。
賀蘭山的地質(zhì)歷史長達20億年。20億年的地質(zhì)演變，不僅讓賀蘭山由一片汪洋挺拔為一座奇特的山脈，而且還留下了眾多的礦藏資源。
距今約15.5億年的中元古界，賀蘭山地區(qū)斷裂為大海，海底沉積了莽莽蒼蒼的賀蘭山脈火山爆發(fā)時厚愈萬米的碎屑巖，形成了賀蘭山優(yōu)勢礦種——石灰?guī)r。這種巖石，質(zhì)密堅硬，有著‘賀蘭山脊梁’的美譽。另外賀蘭石、硅石，還有寧夏最古老的低等植物——微體古孢子也是那段時期的產(chǎn)物。
7億年前的震旦紀，賀蘭山地區(qū)出現(xiàn)了寧夏最古老的動物，在蘇峪口至櫻桃溝一帶的山路上，撿到這樣的一塊蠕蟲動物化石其實并不困難。震旦紀之前，賀蘭山地區(qū)經(jīng)歷了第一次大冰期，這時的海底地形崎嶇，高差懸殊，氣候寒冷，所以在山麓海濱發(fā)育冰川，并且形成了一系列與冰川作用有成因關(guān)系的賀蘭山震旦系。
震旦紀大冰期結(jié)束后，氣候開始變暖，生物也開始繁盛起來，曾經(jīng)統(tǒng)治整個海洋的三葉蟲就生活在那個時期。海侵作用將一些海洋生物的尸體帶到了淺海區(qū)，動物尸體里的一種重要的有機物——磷和其他物質(zhì)相結(jié)合，形成了磷的化合物。那時候，蘇峪口地區(qū)是一片淺海，但海水動蕩不止，海洋生物的尸體在地層沉積不牢。蘇峪口地區(qū)形成的磷礦層很薄且儲量有限就是這個原因造成的。
賀蘭山是中國一條重要的自然地理分界線，對銀川平原發(fā)賀蘭山小口子-筆架山展成為"塞北江南"有著顯赫功勞。它不但是中國河流外流區(qū)與內(nèi)流區(qū)的分水嶺，也是季風氣候和非季風氣候的分界線，也是中國200毫米等降水量線。
山勢的阻擋，既削弱了西北高寒氣流的東襲，阻止了潮濕的東南季風西進，又遏制了騰格里沙漠的東移，東西兩側(cè)的氣候差異頗大。賀蘭山還是中國草原與荒漠的分界線，東部為半農(nóng)半牧區(qū)，西部為純牧區(qū)。
賀蘭山地區(qū)垂直氣候帶較為明顯，東西側(cè)自然景觀及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有很大差異。賀蘭山西部和北部有著名的騰格里大沙漠和烏蘭布和大沙漠。具有氣候干燥，夏季炎熱，冬季嚴寒，雨雪稀少，風大沙多，蒸發(fā)強烈的特點；而賀蘭山東部則是銀川平原，素有“塞上江南魚米之鄉(xiāng)”的美稱，盛產(chǎn)大米、西瓜、蘋果、枸杞等，聞名中國，氣候上具有無霜期長，熱量資源豐富，日照充足，年日較差大等特點。
賀蘭山地勢高峻，具有獨特的山地氣候特征，冬季嚴寒，夏季溫涼，降水偏多，年日較差小，氣候多變等特點。降水量由山麓向山頂逐漸增多，即山下200毫米逐漸增加到山頂400毫米以上。年平均氣溫山下為8度左右，山頂為負1度。無霜期較短，山下180天左右，山頂只有 124天。一年四季以冬季最長，山下187天，山頂為316天；夏季最短，山下部僅出現(xiàn)3至31天；海拔2100米以上無夏季，春秋相聯(lián)，夏季氣候宜人。
賀蘭山日照充足，熱量資源比較豐富，根據(jù)2010年統(tǒng)計，年平均日照在3000小時以上。歷年平均氣溫穩(wěn)定≥10℃ 的日數(shù)海拔2900米處為38.2天，積溫478℃；海拔1112米的銀川平均氣溫穩(wěn)定≥10℃的天數(shù)為172天，積溫為3298.1℃，平均無霜期 122-170天。賀蘭山的降水量具有明顯的垂直分異現(xiàn)象，平均每上升100m，降水量增加13.2毫米。降水量的年際變化很大，山體上部豐雨年其降水量可達600mm，欠雨年則不足200mm。降水的年內(nèi)分配也極不均勻，全年降水量的60-80%集中在6-8月份，但隨海拔升高年內(nèi)降水分布趨于均勻，如山地中段海拔2000m以上林區(qū)，6-8月降水量占全年總量的60-70%，2000米以下到山麓地帶則占70-75%。歷年2000米以上的中山區(qū)平均蒸發(fā)量為900-1000mm，淺山及洪積扇為1000-1200mm,北段的低山區(qū)為1200-1400mm。由于年蒸發(fā)量與年降水量的差值巨大，因而空氣很干燥，從中段高山向南北段的低山和東部坡麓，干燥度由2.0增加到8.0。
賀蘭山東坡多風且風速較大，山體上部尤為顯著。主風向在山體上部為偏西風，中下部為偏北風.隨海拔升高，大風日數(shù)增多，由平均54天增到158天，一般刮7-8級以上大風的日數(shù)每年有24天左右。賀蘭山高山氣象站曾記錄到風速>40米/秒的大風。
