东的庄浪河、大通河、湟水皆汇入黄河，此线以西的河流皆为内流河。
祁连山储水以冰川为主，冰川融水出流形成祁连山水系。根据中国科学院原冰川冻土研究所的统计，祁连山共有冰川3306条，面积达20600平方公里左右，约占我国冰川总面积565000平方公里的37。现代冰川下限，北坡为41000～43000，南坡43000～4500，且西部较东部高2000～3000。冰川总储水量约为11450亿立方米QH省地理志记为1320亿立方米，大体相当于河西地区年径流量的15倍，冰雪融水主要补给山北的河西走廊和山南的大通河。冰川沿山脊成羽状分布其分布特征是：东经99°以东的走廊南山、冷龙岭，降水条件较好，冰川数量多、规模小，多数是悬冰川和冰斗冰川；东经99°以西地区冷储大，冰川数量少但规模大，多数是山谷冰川，有大雪山、斑赛尔山索珠连峰、疏勒南山、土尔根达板山和党河南山5个较大的冰川区。山系内最长的山脉一走廊南山冰川数目数最多，最高的山脉一疏勒南山冰川面积最大。
最大的冰川是大雪山的老虎沟12号冰川和土尔根达坡的敦德冰川。老虎沟12号冰川属山谷冰川类型，长101公里，面积为219平方公里，冰储量达26立方公里，折水量约220亿立方米。敦德冰川跨甘肃、青海两省之间，为两省共有，属平顶冰川类型，面积571平方公里，长度62公里，冰储量43k3，折水量约360亿立方米冰川的平均厚度为50米，最大厚度在老虎沟12号冰川为1200米。
位于SNYGZ自治县西部陶赖山北坡、距嘉峪关市约116公里的“七一”冰川，则属冰斗山谷冰川，全长305公里。该冰川的冰舌部海拔4302米，冰峰海拔5145米，冰川面积约5平方公里。冰层平均厚度为78米左右，最厚处达120米，年储水量约为16亿立方米，融水量70万80万立方米，成为一个大固体淡水水库。“七一”冰川系我国科学院兰州分院的科学家和原苏联专家于1958年7月1日发现，并以登上冰川的日期命名的。它的被发现，标志着中国冰川研究的起步，所以有着特殊的地位。
各时代地层大致分布及赋存有关矿产如下：中晚元古界分布于北祁连和中祁连等地，赋存有金、铜、铅锌、铁、钨、锰等矿产；寒武系分布于北祁连，赋存的矿产有铜铅锌、金、磷、钒、铀等矿产；奥陶系主要分布于北中南祁连，赋存的矿产有铜、铅锌、金；志留系分布于南北祁连，赋存的矿产有铜、金、铁、铅锌；泥盆系分布于北祁连，赋存的矿产有金、铅锌、汞；石炭系分布于北中南祁连，赋存的矿产有煤、金、铁、铅锌；二叠系在南北祁连，赋存矿产有金、铁、煤；三叠系主要分布于南北祁连，赋存矿产有金、汞、锑；侏罗系在祁连山有分布，赋存的矿产有煤、石油；白垩系在祁连山有较广泛分布，赋存的矿产有煤、石油；新生界在祁连山分布广泛，赋存的矿产有石膏、盐类、砂金矿等。