包括合黎山、龙首山及东延的红崖山、阿拉古山等。因位于河西走廊之北，故名。地质构造上，龙首山复背斜较高，一般海拔约2500米，主峰东大山位于甘肃张掖以东，海拔3616米，为走廊北山的最高峰。地层属前震旦系龙首山群，主要由片麻岩、花岗片麻岩、大理岩、白云石等组成。龙首山东端的金川区为中国以镍为主的多种有色金属矿产区。山地北坡平缓，南侧为断崖，地形陡峻，在干燥剥蚀作用下岩石裸露，植被稀少，阴坡局部有天然云杉林。

　　走廊北山与阿拉善高原间有地层陷落及流水切割形成的山口多座，历史上为南北交通隘道，其中重要山口有三：（1）西段的东小口子，介于北大山和合黎山之间，古代为游牧民族侵入走廊中段的要道，巴丹吉林沙漠的部分流沙亦由此南侵至张掖、临泽以北。（2）中间的人宗口，介于东大山和北大山之间，为历史时期通往匈奴王庭的“龙城古道”必经地。（3）东段的大红寺口，介于独峰顶与龙头山间，为一断陷带，现有公路翻越山口经红寺湖绿洲至阿拉善高原各地。