西北干旱区是我国三大自然区之一，是横跨欧亚大陆中心的广大草原、荒漠区的一部分，约占全国陆地总面积的30％，其范围包括我国400mm等降水量线以西以北的广大地区。我国西北干旱区环境的形成过程如下：
根据古地理的研究成果，我国西北地区的干旱气候早在白垩纪至早第三纪时就已经初步形成。当时我国大部分地区处于亚热带高压的条件下，季风气候尚未形成，而盛行的行星风系为东北信风，多为下沉气流，空气绝对增温导致相对湿度减小，再加上地势平坦，地形雨稀少，从我国西北直到长江流域形成了一条广阔的干旱气候带，具有亚热带稀树草原和半荒漠景观。晚第三纪时，我国大陆联成一片，青藏高原大面积抬升，使大陆性气候加强，并促成了季风环流系统的建立，导致我国现代气候的形成。中国科学院西藏综合考察队的考察结果表明，西北和华北地区现代干旱气候的形成和加强是与喜马拉雅造山运动以及青藏高原的逐步隆起分不开的。在上新世中晚期，青藏高原尚未显著隆起，高原平均海拔约1000m，冬季尚不存在西伯利亚高压，仅在北纬30度的拉萨附近有一弱高压；到第三纪末，以青藏高原为中心的地区剧烈上升，中更新世时，青藏高原的平均海拔已达到3000m，原来的冬季弱高压得到加强，其中心向北推移到北纬40度附近；晚更新世到全新世初期，青藏高原及其周围地区经历了急剧的整体抬升，高原面已与现代高度接近，现代季风气候基本形成，原来的冬季高压北移到北纬55度的西伯利亚附近。冬季时，从高压中心吹向四周的干冷大陆季风，经青藏高原的顶托，在东经97度附近形成西北风和东北风的分野，前者吹向东南，笼罩我国东南半壁，后者向西南盛吹，直到塔克拉玛干沙漠西南部后被西北风所取代；由于盛行风系来自干旱大陆，气流含水量少，造成此时整个西北地区都干冷少雨。到了夏半年，西北地区由于距海遥远加之大兴安岭、阴山、贺兰山阻挡了来自东南沿海的季风气流，青藏高原和祁连山、昆仑山等高山又形成了对西南来自印度洋气流的屏障，导致海洋季风难以深入，因而从东向西，气候逐步干旱。
综上所述，青藏高原逐步隆起所导致的季风变化和地理位置深处欧亚大陆深处，冬夏季风均难以形成大量降水，是形成我国西北干旱区的的主要原因，也使我国西北地区形成了典型的大陆性温带和暖温带荒漠景观。