阿壩州古為冉朗國地；秦設湔氐道；西漢元鼎年間改汶山郡；隋以后，興廢無定；唐貞觀年間改為茂州，后置羈縻三十二州開始實行土司制；元至元年間隸屬吐蕃宣慰司管轄；明洪武年間復置于茂州并置松潘衛；清乾隆年間“改土歸流”，廢除土司制度，建立屯兵制度，設置茂州、松潘廳、雜谷廳、懋功廳。1936年后設立四川省第十六行政督察區，1939年建立綽斯甲劃歸西康省。1950年建立茂縣專區。1955年根據憲法改為阿壩藏族自治州，1958年首府遷至馬爾康，1987年改為今名。

阿壩州地處青藏高原東南緣與四川盆地相交的山地峽谷連接地帶，地勢高聳，地形復雜。境內西北部為川西北高原，東南部為高山峽谷，各約占總面積的50％。高原地形包括丘狀高原和山原兩種。丘狀高原海拔在3500—4000米，地表丘陵起伏，丘谷相間，丘頂渾圓，坡面平緩，谷地寬展，水草豐茂；山原地帶河谷較深，谷坡陡峻，從谷底仰視若高山峽谷，但山頂谷寬坡平，起伏和緩，保留高原的特征。低洼處潴水成湖，沼澤、草甸廣為密布，“人陷不見頭，馬陷不見頸”的湖沼面積約有500平方千米，半沼澤地約有2000平方千米。東南部的山地峽谷，山巒起伏，峽谷幽深。岷山縱貫北部，龍門山斜貫東南部，境內最高峰四姑娘山海拔6250米；邛崍山、夾金山以及鷓鴣山、虹橋山等海拔都超過4300米；夢筆山橫過高原南側。境內主要河流有黃河、岷江、白水江等。黃河流經本州的阿壩、若爾蓋兩縣交界境域，境內流長126千米，其支流白河、黑河由南而北注入黃河；岷江源于九寨溝、松潘交界的弓杠嶺，向南流經松潘、茂縣、汶川，境內全長341千米，支流黑水河、雜谷腦河，發源于中部山原，向東流入岷江；嘉陵江支流白水江源于九寨溝縣西部，由西向東流過九寨溝縣境，境內流長170千米；大渡河上游大金川，由青海流經西部阿壩、馬爾康、金川，境內流長310千米；梭磨河由紅原南流，經馬爾康至熱足橋與大金川匯合，境內流長158千米；杜柯河流經壤塘，注入大金川，境內流長236千米。撫邊河與沃日河橫貫小金縣，境內流長124千米。各河流量豐沛，河床落差大，水流湍急，極富水力資源。

阿壩州地形復雜，氣候多樣。丘狀高原屬大陸性高原氣候，幾乎常年無夏，冬季嚴寒而漫長，降水少，春季風多，夏涼而濕潤，晝夜溫差大。年降水量650～730毫米，5～10月為雨季，11～次年4月為旱季，無絕對無霜期。山原為半濕潤氣候，夏秋溫涼，冬春嚴寒，一月平均氣溫—5．2℃～1℃，七月平均氣溫13．4℃～17．6℃，年降水量700—830毫米。高山峽谷多在金川、小金、汶川、理縣、茂縣、九寨溝一帶，由于緯度偏南，溝谷地勢較低，氣候溫和，年均氣溫11．5℃，一月均溫1．5℃，七月均溫20℃，無霜期182～230天，年降水量500～600毫米。山地夾峙呈封閉、半封閉的汶川河谷地帶，年降水量僅500毫米左右，呈現出半荒漠景觀。土壤有山地褐色土、山地棕壤、山地灰棕壤、山地灰化土、灌叢草甸土等。全州耕地面積121．5萬畝，森林覆蓋率為21．3％。林區是天然動物園，已建立了汶川臥龍大熊貓、若爾蓋鐵布梅花鹿、九寨溝金絲猴等自然保護區。

阿壩州礦產資源豐富，汶川、松潘、阿壩、若爾蓋有褐煤、煙煤、無煙煤；若爾蓋、紅原有泥煤；松潘、壤塘有金；金川、小金有石棉、云母；汶川有金剛砂等。此外，這里還分布有錳、鐵、鋁、鋅、銅、銀等金屬和其他非金屬、稀有金屬等共數十種礦產。