根据已有研究成果和勘探资料,将河西走廊深层地下水划分为早古生界、石炭系—二叠系、三叠系—侏罗系、白垩系—古近系、新近系—第四系下更新统5个层状含水岩组,分别论述了不同含水层的地质构造、岩性、厚度、分布规律、埋藏特征、富水性、地热及水文地球化学特征。重点研究了新近系—第四系下更新统含水层的地质结构和水文地质条件,自南而北将该含水层划分为山麓褶皱带、中央向斜带、单斜带三个贮水构造带。认为深层地下水的补给来源为上游祁连山区水文切割网基准面以下的基岩裂隙水,在地形和重力作用下,通过区域深大水资源循环系统,将山区地下水输送至盆地深部,但由于水循环深度达几千米甚至几十千米,径流十分缓慢,深部地下水的补给年龄可能大于1000a,并在白垩系、古近系和新近系中形成地热,取水温度一般可达60～70℃,预计单井出水量500～800m3/d。