祁连山是我国西部主要冰川作用地区之一，积雪终年不化，虽酷暑季节亦能看到皑皑白雪，历代诗人多有诗句描写其景。例如明代诗人戴弁有诗写道：“酒泉城外碧云端，万叠芙蓉雪未干。素影欲迷银汉回，时光不逐暖风残。气吞沙漠千山远，势压番戎六月寒。宫馆日长清似水，几回吟望倚栏杆”。远望雪山，凝华积素，犹如堆琼垒玉，白光闪闪，仿佛银汉回环山间。
（1）老虎沟冰川
在肃北蒙古族自治县东，祁连山支脉大雪山北坡。大雪山北为昌马盆地，东界疏勒河峡谷，南临野马河谷地，西至公岔达阪山口。长88km，宽20至30km，山地面积约2200km2。大雪山平均海拔4000m左右，最高峰5483m，是祁连山西端最高的山体，地西北气流的要冲，高山降水丰富。大雪山共有冰川203条，面积159.4km2。其中，老虎沟地区共有冰川44条，面积54.3km2。老虎沟内的12号冰川，又名“透明梦柯”冰川，于1959年被中国科学院高山冰川研究站的专家们发现。“透明梦柯”是蒙古语，意为高大宽广的大雪山。该冰川长10.1km，面积21.9km2，是祁连山区最大的山谷冰川。平均厚度120m，冰储量2.63km3，雪线海拔4880m，冰川末端海拔4260m。属于极大陆型的双支山谷冰川，有宽大的粒雪积累区。该冰川坡度较平缓，粒雪区最大坡度月26度，没有雪崩危害，具有稳定性冰川的特征。
透明梦柯冰川在规模上较大，冰面景象丰富，冰谷、冰蘑菇、冰斗、冰瀑布、冰裂缝等特有的冰川地貌在这里随处可见，变幻奇特。突兀的雪峰险峻嶙峋，纵横交错的冰谷曲折迂回，冰洞神幻奇妙，冰壁高耸陡峭，冰瀑布好似银河倒，各种景观惟妙惟肖。冰川两侧巍巍雪山，皑皑帷幔。1959~1960年曾建有中国第一个高山冰川研究站。目前，公路已通到山口。向上行进，雄浑、壮阔的冰川尽在脚下，辽阔的雪原一览无垠。
（2）“七一”冰川
在肃南裕固族自治县西部，陶赖山北坡，距嘉峪关市约116km。是陶赖河支流柳沟河源头。属冰斗山谷冰川（图8.6），全长30.5km。冰川的冰舌部海拔4302m，冰峰海拔5145m，冰川面积约5km2。冰层平均厚度78m左右，最厚处达120m，年储水量约1.6亿m3，融水量70~80万m3，成为一个大固体淡水水库。“七一”冰川系中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。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。
“七一”冰川景观奇特，远处眺望宛如银河倒挂，白练垂悬；近看则是冰舌斜伸，冰帘垂吊。1986年8月10日，“七一”冰川正式开放，成为河西地区的又一旅游景点。目前，在“七一”冰川处修建有5km的人行山道，立有“青山不老，为雪白头”纪念碑，旅游区域约为4km2。“七一”冰川适宜在夏秋季节旅游，这时冰舌处雪水溶化，水流四注，瀑布飞泻，声荡山谷。山坡上有雪鸡栖息，雪莲与冰晶争芳斗妍。山下草坡牛羊成群，牧人帐房炊烟袅袅，一派生机勃勃景象。这里气候变幻无常，即使在赤日炎炎之时也会骤然狂风大作，白雪飞扬，令人领略大自然变幻莫测的神奇景象。
（3）大雪山
天祝藏族自治县境内的大雪山，为石羊河支流金塔河、西营河和杂木河的发源地。山脉东西长约22km，南北宽约10km。由火山岩、碎屑岩、细碧岩及花岗闪长岩侵入体组成，岩性坚硬，山峰高险，一般海拔4000m~4500m，主峰海拔4878m（图8.x）。现已查明，大雪山有现代冰川65条，冰川面积17.7km2，冰储量0.43km3，冰舌下伸至4100m。海拔3500m以上寒冻风化作用强烈，有岩堡、雪蚀洼地、岩屑坡、石条等冰缘地貌；3500m以下沟谷中，森林茂密，有松、杉、柏、桦、栎、杨等针阔叶混交林，灌丛密布，缓坡则为高山草甸草原。主要山峰有干沙鄂博（海拔4491m）、响水顶（4191m）、龙潭掌（4176m）、卡洼掌（4250m）等，山脊雄伟，冰峰林立，加之优美的高山湖泊，足可开展登山探险旅游和冬季高山滑雪运动。大雪山是亚洲大陆最东的现代冰川分布区，北距武威市53km许。目前，大雪山已被国家旅游局列为探险旅游基地。
二、古冰川遗迹
除了现代冰川以外，祁连山地区在第四纪时期也曾发育了多次冰川，致使第四纪古冰川遗迹分布很广泛。例如冷龙岭北坡的宁昌河、小关河和大东沟，各有发育完好的冰川槽谷、冰蚀阶地和冰碛堤、冰碛丘陵等。宁昌河源现代冰川末段平均高度为4180m，其下冰川槽谷伸展7km~8km，终止于石板沟口（海拔3360m）。槽谷两侧的古侧碛比高120m~140m，从谷首一直延伸至末端附近。接近槽谷末端的基座阶地上，覆有更古老的冰碛物，漂砾最大直径可达3m~5m。其西侧的水管河上源，古冰川槽谷伸展至3130m，距现代冰川末端19km。谷首两侧有高达200m的冰碛阶地，槽谷底部在3370m和3250m处有两道终碛。在此两河河源槽谷之上，都有一级高出谷底200m~250m的谷肩，谷肩之上则是由平坦的夷平面构成的分水地面。水管河与直河之间的百花掌（海拔3520m左右），其上有冰蚀洼地和具擦痕的石灰岩漂砾。
在冷龙岭北坡东大河上游东沟西侧有宽达200m~300m，相对高度达160m的冰碛平台，平台保存还相当完整，向下游倾斜的纵坡度为5—7°。平台表面的内侧浅洼地多成沼泽草地，外侧多为大块火山角砾岩冰碛。该地冰川的下游古冰碛平台有5级，由下而上，相对高度分别为20、45、80、120和160m，最高一级宽200m，其他各级宽20m~50m。在东大河63号和65号冰川之间有一条山脊分水，其上海拔3850m处有一东西向古冰溢道，长约1380m，宽约450m~600m，谷底全是大块冰碛。古冰川地貌至今保存还相当完整，由此说明冷龙岭古冰川的退缩并不很早。
在天祝藏族自治县南部的马雅雪山，为冷龙岭东延南支余脉，大体作西北—东南向，构成了庄浪河与大通河的分水岭，向东南没于黄土高原之中。它与东北面的毛毛山呈钳形向东分展，庄浪河各支流蜿蜒汇流其间。西起金强河源头，东至华藏寺，东西长50km，南北宽10km~20km。马雅雪山因形似马牙，终年积雪而得名。山岭主要由石灰岩组成，地势西部高（海拔4000m~4100m），东部低（3000m~3200m），主要山峰有古古拉山、五台岭等。主峰白疙瘩，藏语称“伦布什则”，意为最高的须弥山，海拔4447m。尤其马雅雪山轴部为性质较脆的石灰岩地层，山地海拔特高，冻裂风化十分强烈，形成了山峰峻峭、壁立万仞、嶙峋崎岖的景象。山峰之间常云雾弥漫，形成云海。海拔3000m以上地带有古冰川遗迹分布，其间角峰、刃脊、冰斗、冰川槽谷、冰蚀平台、羊背石、冰碛丘陵、分选圆环、冻胀草丘和冰川湖等广泛分布。轮廓清晰，保存完好的古冰斗、冰围谷，主要见于马雅雪山石门沟、马营沟、古古拉水上游各支流源地白疙瘩周围。古冰斗可分出三级。其中，较高级古冰斗紧靠山脊分布，底部海拔3950m~4020m，底宽百余米至200m不等。中间一级冰斗数量较多，一般斗底高度3800m~3850m，宽200m~300m，多朝向北东，冰斗底部和出口处常有较明显的反向坡和冰碛岩堆。低级冰斗保存很少，在马雅雪山仅见于马营沟海拔3100m~3500m附近，个体较大，形状似不规则的围谷，是本区所见分布最低和最古老的残留冰斗。冰川槽谷在马雅雪山西北坡的马营沟、古古拉水较为多见。其中最典型的是马营沟主谷及其支沟见木加的冰川槽谷。源于主峰的见木加支沟下岔，谷壁陡直，保存着清晰的U形槽谷，其上源几近与古冰斗相衔接。
山中有多个古冰川湖，以主峰附近的古古拉海子最著名，位于海拔3800m左右。它分为上下两池，下池名“拉姆兰措”，上池名“代木桥拉措”，藏语意为“姐妹湖”，习称“天池”。上池形似月牙，长0.75km，宽约0.3km。池水清可见底，当地牧民视其为圣地，每年农历6月13日都要上山举行盛大的祭池活动。上下池相对高差约100m，冰斗坎西南侧谷壁有高达80余米的细流瀑布，夏季飞珠溅玉，冬季冰河高悬。山中还有矿泉多眼，内含多种微量元素，可治眼、肠胃及皮肤病等。源于山岭北坡的支沟平直而短促，多平行排列，分别注入庄浪河，开辟有石门沟景区。南坡支沟多弯曲，注入大通河，景区有金沙峡、朱岔沟等。马雅雪山位于兰新铁路和甘新公路之侧，距离兰州市仅180km，可进入性优于其他地区，具有广阔的开发前景。现已开辟阿延沟—马雅雪山天池旅游专线，全长15km。其中，炭（炭山岭镇）天（天祝）公路至阿延沟村（海拔约3050m）已修筑道路，可通汽车；阿延沟村以上为一条牧区便道，徒步登山2至3小时许可达天池。
古冰川遗迹是研究古气候变化的重要依据。根据以上对祁连山区若干地点古冰川遗迹的介绍，可以确定祁连山在更新世时至少有过三次古冰川作用，在全新世则至少有一次新冰期。