西北地区降水稀少、气候干旱是本区主要的气候特征。西北地区由于地处亚欧大陆腹地，除秦岭以南地区外大部分地区降水稀少，全年降水量大部分地区在500毫米以下，属大陆性干旱半干旱气候和高寒气候，其中黄土高原年降水量在300～500毫米之间，柴达木盆地在200毫米以下，河西走廊少于100毫米，敦煌只有29.5毫米，吐鲁番不足20毫米，若羌10.9毫米，几乎终年无雨。由于降水稀少、气候干旱、沙漠广布等原因，西北地区的地表水量约为2200亿立方米/年，仅占全国总径流量的8%左右。
