月牙泉之所以千百年来不干涸，主要是因为以下几个原因：
地下水补给：
月牙泉依靠党河地下水系的不断补给，同时还有祁连山的冰雪融水持续补充着月牙泉一带的地下水层。
地势较低：
月牙泉地势较低，使得地下水顺着地势汇聚到这里，透过松软的地质层溢出来，形成湖泊。
地形特殊：
月牙泉所在的地形特殊，四周沙山高耸，山坳随着泉水的形状也变成了月牙形，风刮进这种环山洼地的风最终都会上旋，从而使得沙子不会被吹入泉水中，保证了泉水的持续供应。
古河道残留：
月牙泉被认为是古河道残留湖的一部分，曾是党河的一段古河道，由于地势较低，地下潜流聚集形成了湖泊，并且不断得到地下潜流的补给。
植被和气候因素：
周围的植被在一定程度上起到了涵养水源、调节小气候的作用，同时气候与地形因素相互作用，使得月牙泉所在的洼地能够较好地储存水源，减少蒸发与渗漏。
人工补水：
由于自然因素的影响，月牙泉的水位曾一度下降，景区的管理人员通过从周围向月牙泉输送水源来维持其水位。
综上所述，月牙泉之所以能够千年不干涸，是多种自然因素和人为保护共同作用的结果。然而，近年来由于周边植被破坏、水土流失、修建水库等原因，月牙泉的地下水源补给有所减少，水位持续下降，因此需要采取更多措施来保护这一珍贵的自然景观。