关中盆地夹在陕北高原与秦岭之间,是喜马拉雅运动时期形成的巨型断陷带。盆地两侧均为高角度正断层。断层线上有一系列的温泉和温泉。南北两侧山体沿断裂线上升,盆地缓慢下降,形成地堑式构造平原。
关中平原形成后,不仅黄土堆积,而且渭河及其两侧支流携带了大量泥沙进行充填和沉积。其中,第四系松散堆积物最大厚度达7000余米。
由于地壳的间歇性变化和河流的切割,形成了不同高度的阶地。一级阶地和二级阶地构成关中平原的主体,当地称之为“元”。从上到下,就像一、二、三级梯田。这三个梯田原来相当于第二个梯田。原地表被渭河南北支流切割破碎。渭河以北,自西向东有西平源、上尚园、周源、积石园、石屏园、碧源、梅园、徐源等;渭河以南有五丈源、西流源、沈河源、少林源、白鹿原、铜仁源、杨国源、蒙源等。
关中平原介于秦岭南麓和黄土高原之间,也就是说处在我国天然的地理分界线秦岭淮河一线以北。而我们都知道,秦岭淮河一线南北两侧在气温、降水、气候等方面差异较为明显,是我国亚热带与暖温带、湿润区与半湿润区、亚热带季风气候与温带季风气候/温带大陆性气候的分界线。
因此,处在秦岭以北的关中平原在气候等方面属于暖温带大陆性季风型气候。受季风气候的影响,关中平原具有雨热同期的特点,降水主要集中在夏秋季的7~9月份,且多暴雨,年降雨量在600毫米左右。并且关中平原处在较为明显的双峰性雨型区,因此7月份和9月份这两个月是关中地区一年之中降雨量最大的月份。
关中平原这种较为封闭的地形,受秦岭和黄土高原的阻挡,均处于夏季风或冬季风的背风坡,气流以下沉为主且焚风效应比较明显,这与对流雨所必须的气流上升的运动方向刚好相反,因此水汽难以凝结而成云致雨。