地处河西走廊中部的张掖，南依祁连山，同青海高原接壤；北 跨合黎、龙首诸山，同内蒙古阿拉善台地毗邻；东接镍都金昌，西连钢城酒泉。地势南高北低，中间为狭长的平川，黑河水系诸河流纵横其间，水量充沛，物产丰盛。俗有“关陇锁钥”和“丝路明珠”金张掖之美称。

1954年4月，兰新铁路土建工程经过山丹龙首山坡时，发现距今约万年左右的古栎树化石(栎树为温暖带树种)；1958年，在张掖与临泽交界处的河滩，发现莲蓬化石(未经c14测定，估计在万年以上)；1975年又在民乐县六坝东、西灰山一带发现距今5000 ±159年的大麦、小麦、高梁、稷菽等农作物碳化籽粒和亚热带乔木、灌木及草本植物的孢粉。说明远在六七千年的张掖，南部祁连山“有松柏五木，美水茂草”；北部合黎、龙首诸山，也是森林茂密，鸟语花香；至于南北两山间的弱水中，则是莲叶田田，荷花映日，游鱼戏嬉，从而也与中国最古老的历史地理专著《山海 经·大荒西经》“西海之南、流沙之滨、黑水之前、赤水之后有大山，名日昆仑之山，其下有弱水之渊环之，其外有炎火之山，投物辄燃”①的记述完全一致。
有关张掖早期居民，《甘肃通志》和《甘州府志》均记载为“西戎地”。清代甘肃著名学者张澍辑注《十三州志·居延泽》条目下说：“居延泽，古文以为流沙黑水，出张掖鸡山，亦名玄圃。娥氏女简狄浴于玄之水即此水也”。《史记·殷本纪》中记述：“殷契·母日简狄，有娥氏之女，为帝喾次妃”。《诗经·商颂·玄鸟篇》也说：“有娥方将，帝立子生商”，汉郑玄笺注时说：“禹敷土之时，有绒氏之国亦始大”。这些记述表明，早在5000年左右的五帝时期，居住在张掖黑河沿岸的西戎有绒绒族，不仅和中原的华胥部族交往频繁，而且还与中原华胥族首领有极为密切的婚姻关系。随着与西戎有血缘关系的大禹治水成功，西戎有娥氏的国土也日渐扩大，并且逐渐东移，最后和中原的华胥部族融合为一。
西戎东迁后，千里河西又为氐羌所据。《说文解字》注：“羌，西方牧羊人也”；《诗经·商颂·长发篇》中说：“昔有成汤，自彼氐羌，莫敢不来享，莫敢不来王”；《甘州府志·世纪上》中也说：“武王克纣后，西旅底贡厥獒(一种巨大的牧羊狗)”。这些记述表明，居牧于河西的氐羌，同样和中原王朝有密切的交往，而且也为1975年在玉门火烧沟发现的羊头耳陶罐和带有牧羊狗的陶器所印证。其后氐羌东移，千里河西又为月氏、乌孙共同居牧，并以张掖黑河为界，月氏居东，乌孙居西。其后月氏逐渐强大，“有控弦之士十余万”，遂渡越黑河打败乌孙，占据整个河西，并在黑河西岸修筑了驰名中外的昭武古城。这时居牧于河西东北部的匈奴单于头曼，也将其子冒顿(音墨毒)质于月氏，后又发兵攻打月氏，意欲借月氏杀冒顿而立阏氏少子。冒顿闻讯后，偷骑一匹快马逃回，头曼认为冒顿英勇，遂命他训练军兵，冒顿趁机制造带有声响的箭镞——鸣镝，射杀其父头曼后自立为单于，遂东击东胡，西击月氏，成为新兴的汉王朝的劲敌。西汉文帝四年(公元前176年)，冒顿单于罚右贤王使至西方击月氏，杀月氏王，并以月氏王头颅骨为饮器，月氏部属大惧而西迁，沃野千里的河西走廊为匈奴右贤王亲属浑邪王和休屠王所据。昔日周穆王乘八骏，载丝绸，祭弱水，登昆仑会见西王母的丝绸古道，成了匈奴汉王朝陇西、北地等边郡的桥头堡。
为解除匈奴贪得无厌的侵略和骚扰，汉武帝曾于建元三年(前138年)，派张骞出使西域，寻找合击匈奴的同盟军月氏，继而派遣大将军卫青出山西云中，袭击匈奴白羊王、楼烦王。汉元狩二年(前121年)，又派骠骑将军霍去病将万骑，出陇西，由临津关渡过黄河，“逾乌戾、讨速仆，涉狐奴，历五王国”，穿越祁连山后，在山丹焉支山下横扫匈奴浑邪王大军，折转向东，在姑臧城东北地带歼灭休屠王主力。继而又在皋兰山下，同赶来增援的浑邪王部展开激战，杀折兰王，斩卢侯王，俘获浑邪王子及相国、都尉，收休屠王祭天金人，胜利返回长安。同年盛夏，霍去病又和合骑侯公孙敖出北地(今庆阳地区)讨伐匈奴，由于公孙敖失道，霍去病即以一万骑过五原(今宁夏西海固地区)，于朔方郡属窳浑县鸡鹿寨进入漠北，沿龙城古道直达右贤王的老巢一居延地。在沉重打击右贤王后，沿弱水而上，在黑河西岸的觚得城，歼灭浑邪王主力三万余骑，攻入祁连山，征服臣服于匈奴的小月氏人，沿河西走廊于秋末冬初回到长安。元狩三年(前120年)秋，匈奴浑邪王杀休屠王归汉，汉置五属国进行安置，休屠王太子日碑(音觅地)、二子伦及休屠王阏氏同时入汉，在汉武帝宫廷输黄门养马，出现了千里河西空无匈奴的局面。这时张骞又向汉武帝进言：“今单于新困于汉，诚能于此时用厚赂招乌孙东归其故地，汉遣公主为夫人结为兄弟，是则断匈奴右臂；即连接乌孙，其西边之大夏等国皆可招来而为外臣。”汉武帝听后，以张骞为中郎将，率领三百余人的使团，带着金银财帛二次出使西域。不意已经在伊犁河一带安居的乌孙，不愿重返河西，但愿与汉朝联合抗击匈奴，同时派遣数10人的使团，送上数10匹骏马，于元鼎元年一前116年)到达长安报谢。于是汉武帝于元鼎二年 (前115年)，在黑河西岸的危乐得王城设置酒泉郡，元鼎六年(前111年)，又取“张国臂掖，断匈奴右臂，以通西域”之意，在黑河以东的广大地域设置张掖郡，郡治张掖县城(今武威市张义)。后又分酒泉郡地置敦煌郡,到宣帝地节初年又分张掖郡东部各县置武威郡，同时移张掖郡治于觻得、移酒泉郡治于禄福(现酒泉市)。张掖郡领觻得、昭武、居延、屋兰、氐池、删丹、日勒、骊轩、番和、显美共10县。从武帝元鼎六年开始，在河西各郡县设田官，“斥塞卒六十万人戍田之”，昭帝始元二年(前85年)又调故吏将屯田张掖。随着田官、塞卒和大量移民—秦、晋、关、陇一带的工匠、牛耕技术、水利开发技术和代田技术也传入张掖；东起山丹河、西至乐涫县的张掖千金渠，也在这时建成灌溉，粮食产量猛增，从而保证了军需民用。太初三年(前101年)，遣光禄大夫徐自为出五原(今宁夏固原)修筑长城，同时派强弩都尉路博德修筑张掖到居延的遮虏障，保证了丝绸古遭的畅通。中原人民和西域商贾间的贸易也日渐扩大，张掖和整个河西出现了“立屯田于膏腴之野，列邮亭于妻害之路。驰命走卒不绝于途，胡商番客日款于塞下”的安定繁荣景象。两汉时经张掖输向西域亚欧的物资有丝绸、药材、青铜器、漆器、金银饰物和宝石等；从西域经张掖输入的物资有玉石、马匹、珊瑚、象牙、犀角、夜光珠、火浣布、香料及葡萄、胡豆、胡桃、石榴、苜蓿等。到窦融为张掖属国都尉时，张掖和整个河西已成为“带河为固，精兵万骑，一旦缓急、杜绝河津，足以自守”的殷富地区。
中国共产党领导的中国人民解放军第一野战军司令员彭德怀，于1949年夏奉命西进，在解放兰州、西宁后，分两路向河西挺进，于九月中下旬相继解放了张掖和河西，在张掖建立陕甘宁边区张掖分区，继而又改为甘肃省张掖专区等省属派出机关，领张掖、山丹、民乐、临泽、高台和肃南裕固族自治县六县(市)至今。
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