甘肃多年平均降水量在40～800毫米之间，年际变率大、季节分配不均，降水从东南向西北呈递减趋势。民间广泛流传“十年九旱”、“三年一小旱，十年一大旱”等说法，威胁最严重的干旱主要表现在春冬两季。中部地区及河西地区是全国最干旱的地区之一，降水量少于350毫米，无灌溉条件就没有农业。干旱威胁导致农业生产大起大落，产量低而不稳，年均农田受旱面积达6 800平方千米。
甘肃河西地区北部及白银市景泰县境内，分布有较大面积的沙漠，其后即为广阔的绿洲农田，有些地区和地段风沙危害及沙化情况相当严重，河西地区商品粮基地建设面临荒漠化的严重威胁。目前全省荒漠及荒漠化土地面积3.06万平方千米，其中约有1.32万平方千米是历史时期形成的。由于水土资源利用不当，沙区的20个风沙县中仍有138个乡、4 000平方千米农田遭受风沙灾害的威胁。玉门市北部的沙漠边缘线近20年来南移10千米，沙化土地达87平方千米。民勤县在20世纪50年代初有耕地613平方千米，因风沙侵袭和干旱缺水等原因，耕地缩减到400平方千米，绿洲土地退化490平方千米，草场沙化3 000多平方千米。
多年来，受人类活动影响，加上土地资源管理不善和开发利用不当，现代土壤侵蚀一直在加剧。全省水土流失面积达39万平方千米，占土地总面积的85.7%，输沙总量5.79亿吨，土壤侵蚀模数3 000～10 000吨/平方千米。水土流失类型主要有水力侵蚀、风力侵蚀、重力侵蚀（滑坡、崩塌）和融冻侵蚀四种。其中水力侵蚀面积14.8万平方千米，主要分布在陇中、陇东、陇南地区；风力侵蚀面积22.4万平方千米，主要分布在河西地区；融冻侵蚀面积只占土地总面积的3.9％；外流河流域以水力侵蚀为主，内流河流域以风力侵蚀为主。
甘肃黄土高原丘陵区和陇南山区在阴雨季节常发育滑坡和泥石流，陇南山地是全国滑坡和泥石流最为严重的地区之一。全省滑坡和泥石流分布面积达11万平方千米，有滑坡4万多处，泥石流沟1万多条。
甘肃的环境污染大体集中在工业生产中废弃物质的排放、农业生产中工业产品使用过量、人类生活垃圾排放这三个方面。由于甘肃工业集中于大城市，工业污染也主要分布于大城市及其周围地区。工业废弃物排放包括工业废水、工业废气和工业固体废物和有毒物的排放，达标排放率低。