由今甘肃、宁夏和新疆构成的西北地区，按自然地理和古代的民族与经济状况，大体可分为天山以北、天山以南和河陇三个区域。
天山以北区域位于新疆天山山脉以北，阿尔泰山以南，主要属准噶尔盆地。盆地中部是沙漠，外围有优良牧场，为蒙古大草原的向西延伸部分。清代以前，经济以畜牧业为主，与蒙古草原在民族、经济、文化诸方面都有密切的联系。立国蒙古草原的民族，在势力强盛时往往要越过阿尔泰山与天山间宽广的河谷地带，统治准噶尔盆地及天山山脉，并与中亚国家发生联系。有的民族在势力衰弱时，也要退入盆地，或沿此向西方草原退却。
天山以南区域位于新疆天山以南，由我国最大的盆地塔里木盆地所构成。盆地主体部分是塔克拉玛干沙漠，塔里木河及其支流环流于盆地北半部，汇注于沙漠中的湖泊。此外，还有一些大小不一的河流，它们以高山雪水为水源，消失在山脚之下的沙漠中。河流两侧的平原因有河水灌溉，宜于发展农业，成为沙漠中弥足珍贵的绿洲。
由于这一原因，天山以南区域历史上是农业民族的家园，与天山以南的游牧社会适成对比。因居古代东亚和南亚、中亚陆上交通要冲，民族迁徙比较频繁，有时甚至导致主体民族的改变。大体上说，公元前后至中唐(8-9世纪)主要是伊兰人，属雅利安种族，晚唐以后回鹘族迁入，成为今日维吾尔族的祖先。
公元前2世纪，西汉王朝的政治势力进入天山南北，在一些战略和交通要地驻兵屯田。此后，中原王朝在其国力强盛，能够控制西域时，都要采取类似的作法。不过，它们设置郡县的地区主要在靠近河西走廊的天山东段，其余地区概行羁縻，不干预当地政治。古代汉族人民往这里的迁徙，总的说来数量有限，除天山东段外，均未在当地人口中占有一定的比重。
所谓的河陇，乃沿用唐代的说法，指今甘肃和宁夏。全区地貌复杂，其中，今甘肃乌鞘岭以西，直达新疆东部边境，称为河西走廊，南北山峰夹峙，中间荒漠广布，绿洲串连其中，为古代连接西域和中原的交通要道。乌鞘岭以东相当于今甘肃东半部和宁夏南部的区域，属黄土高原，黄土高原以北的宁夏平原则属鄂尔多斯高原的一部分。
商周时期，河陇的大部分地区都是游牧民族的生活区域。至春秋战国，河西走廊是月氏、乌孙的游牧地区，其他地区则以羌、氐和戎狄为主。战国中后期，秦国开始向西发展。秦统一六国，派兵戍边，修筑自临洮（今岷县）北上经贺兰山、阴山、燕山的长城，长城以内基本上是华夏族的生活地区。
西汉武帝时击败匈奴，控制河西走廊，大批迁入中原的贫民。此后，黄土高原皆以农为主，而河西走廊和宁夏平原则因民族迁徙经历了一次又一次的农牧变迁。
