楼兰古城消失的原因没有记载，不过科学研究者对此有着许多猜测。
猜测一，楼兰古城在战争中消失，公元500年之后，楼兰古城逐渐衰弱，北方强国入侵古城，古城被攻破之后就被遗弃了。猜测二，楼兰古城消失于恶劣的环境下，楼兰古城建在沙漠的一片绿洲之上，但是由于后期缺水、干旱等原因，楼兰古城已经无法居住，所以成了废城。
古人环境意识落后，而楼兰地理位置特殊，生态环境脆弱，加之楼兰随着丝绸之路的开辟也不断的兴起，其经济的发展、人口数量的激增，使得当地居民无节制的砍伐树木，从而导致水土流失，时间一长，因水土流失的加剧引发了一序列的问题，使得生态环境急剧恶化，导致河床抬高，河道偏移，赖以生存的罗布泊也逐渐萎缩，无水可用，楼兰就只能变成一座死城。
著名的罗布泊曾经是我国西北干旱地区最大的湖泊，湖面达12000平方公里，直至上个世纪初仍然有500平方公里，当年楼兰人在最大湖泊边缘筑造了10多万平方米的楼兰古国。到1972年，让人遗憾的是，最大的罗布泊最终枯竭了。而楼兰古国消失的原因也被牵扯在其中。
