楼兰曾经一度是我国西北地区鼎鼎大名的三十六个城邦国之一。我国汉代大旅行家张骞奉汉武帝之命出使西域之后不久，楼兰即并入西汉版图。西汉帝国曾派有屯田士兵和专门管理行政军事事务的都护府实行管辖。
据历史文献记载，楼兰是一个很大的城池，城内人烟繁盛，城外沟渠纵横，从长安经过河西走廊进入塔里木盆地第一站就是楼兰，地理位置十分重要。可是，时过不久，这座很大的城市忽然从地面上消失了。从东晋到近代，一千五六百年的时间，我国史书上再也找不到楼兰的名字。
古楼兰哪里去了？它为什么不声不响地消失了？这一直是我国历史上一个谜。尽管历代文学家、诗人时常提起楼兰，那只不过是一个代名词罢了，他们同样也不知道楼兰的下落。
八十年前，瑞典探险家斯文海定来到我国。经过千辛万苦，来到塔里木盆地东部，在一片寸草不生、渺无人迹的荒原上，发现一座被风沙吞没的古城。
探险家被眼前出现的景色惊呆了。在一个长宽大约三百多米的近乎方形的城垣中间，残垣断壁比比皆是，横七竖八的木质梁桁在干燥的热风和残阳下显得特别刺眼，似乎在向这位不速之客诉说着当年的繁华。
这里有高大的佛塔和佛殿，有建筑豪华的官邸和大量平民住宅。在这里埋藏着大量珍贵文物，比如记载当地政治、经济、文化的木简和文书，织法高超带有多种图案的精美丝绸，妇人戴的贵重的金玉首饰，铸有各朝代年号的我国或西域的钱币等等。这里气候极端干旱，几年也不下一场雨，为保存这些珍贵文物造成极好条件。就连埋在坟墓里的尸体也多不腐烂，变成风干了的“木乃伊”。人们可以从这些干尸研究中确定它们的民族、年龄、出身、生前害过什么病症以及推断死因。这位探险家在挖掘时无意找到一张纸片，上面清楚地写着“楼兰”两个汉字。楼兰终于被发现了，它本身保存的大量文物与历史文献上的记载有力地联系起来。
那么，楼兰是怎样从繁荣走向没落，而最后消失了呢？科学界为此争论了很长时间，就是到了今天，仍然没有一个公认的看法。
有人推测，古楼兰的衰亡可能是由于一场残酷的战争。外部强大的入侵者突然闯到楼兰，以迅雷不及掩耳之势杀光了城里的居民，或者把他们全部赶走，侵略者的铁蹄无情地践踏着古楼兰的土地，楼兰消失了。但是根据越来越深入的调查，还找不到有力的证据，足以证明这种说法是正确的。
还有一些学者则把楼兰的衰亡归之于自然的原因。有人提出这样大胆地推断：在近一两千年以来，亚洲中部的气候正朝着越来越干旱的方向发展。在楼兰繁荣时期，那里的气候并不象今天这么干旱，每年的降水量足以使农作物正常生长。后来，由于气候逐渐变干，降水量减少，风沙灾害也频繁起来，农作物颗粒不收，楼兰的居民只好打起行李——搬家了。后来，风沙就把这座古城埋没了。
气候变干的假说遭到另外一些学者的反对，他们认为，在最近一两千年时间里亚洲中部气候还不至于变得这么快。
水源断绝假说能比较圆满地解释楼兰衰亡原因。
这个假说认为，楼兰地处塔里木盆地东部，气候极度干旱，终年不雨，要发展农业，供应楼兰城的需要就要引水灌溉。因此，水源是与楼兰居民生命攸关的大问题。古楼兰有没有水源呢？有的。这些学者认为，当时源远流长的塔里木河、孔雀河就在楼兰古城附近流过，这些河流最后汇聚成的大湖——罗布泊也在楼兰古城身边，清清的河水和浩瀚的湖面给楼兰地区带来无限生机，沿河高大的胡扬树林遮天蔽日，湖滨茂密的芦苇荡里栖息着取之不尽的鱼虾。楼兰人民引来河水，灌溉农田，夺得一个又一个农业丰收。
后来，放荡不羁的河流改了道，河水从上游流到新的河道里去了。从此楼兰城下再也喝不到甘甜的河水，就连靠河水补给才得以存在的罗布泊也逐渐缩小、干涸了。没有了水源，生产生活用水无法解决，树木野草枯死了，风沙更加肆虐，人们只好从这里搬走，楼兰古城也就逐渐被埋入沙层之下消失了。
野外实地考察，证明水源断绝假说是有根据的。楼兰古城附近确实找到了古代河道的痕迹。楼兰附近的罗布泊在历史上也确实曾经发生过多次大的变化。这为水源断绝的假说提供了现实地有力的证据。当然仅凭此还不能作为楼兰消逝的全部证明，人们仍然在探索。