El ecoturismo es vital para coordinar la protección ecológica regional con el desarrollo socioeconómico. La sección de Gansu de la cuenca del río Amarillo es un área ecológicamente frágil típica en China, y ocupa una posición distintiva en la protección ecológica y el desarrollo de alta calidad. Este estudio explora la diferenciación espacial en las percepciones de los ecoturistas y sus efectos distintos en la satisfacción, la revisita y la recomendación de los ecoturistas. Utiliza cuatro ciudades (Gannan, Linxia, Lanzhou y Baiyin) en la sección de Gansu del río Amarillo (corriente principal) como ejemplos, empleando una encuesta por cuestionario para recopilar datos de percepción de los ecoturistas y aplicando un modelo de bosque aleatorio y un ANOVA de una vía para el análisis. Se encontró que: (1) existe un rico potencial de ecoturismo en la sección de Gansu de la cuenca del río Amarillo como área ecológicamente frágil; (2) hay diferenciación espacial en las percepciones de los ecoturistas, y entre las cuatro regiones, Baiyin se destaca por su percepción de la naturaleza y la atmósfera, y Lanzhou sobresale en percepción de accesibilidad y servicio; (3) existen disparidades espaciales en los factores que influyen en la satisfacción, la revisita y la recomendación de los ecoturistas. Los ecoturistas en distritos con recursos naturales únicos, como Gannan y Baiyin, priorizan la percepción de la naturaleza, mientras que los distritos con abundantes recursos naturales y una base establecida para el desarrollo del ecoturismo, como Linxia y Lanzhou, enfatizan la percepción del servicio y la atmósfera. Este estudio construye un nuevo marco de investigación para explorar las variaciones espaciales en las percepciones de los ecoturistas, ayudando a los destinos de ecoturismo a satisfacer las necesidades de los ecoturistas desde el lado de la oferta, y presenta estrategias y recomendaciones distintivas para el desarrollo del ecoturismo en áreas ecológicamente frágiles similares.