天祝县海拔在2040-4874米之间，处于青藏高原、黄土高原和内蒙古高原的交汇地带，境内地势西北高，东南低，东靠景泰县，南接永登县，北邻凉州区、古浪县，西北与肃南裕固族自治县接壤，西与青海省门源、互助、乐都县毗邻。境内兰新铁路、312国道纵贯南北。地貌以山地为主，位于县境中部的乌鞘岭横亘东西。