Ankara gibi Gölbaşı ve yöresi de en eski medeniyetlerin yerleşim alanlarından biridir ve ilk çağlardan beri iskân gören bir coğrafyadır. Kalkolitik ve İlk Tunç Çağı’na ait bir çok yerleşim ve Höyük barındırmaktadır. Gölbaşı ve çevresinin özellikle Tunç Devrinde yerleşim alanı olmaya başladığı; Hititler, Frigler, Persler, Romalılar, Bizanslılar, Anadolu Selçuklu ve Osmanlılar döneminde de bu özelliğini devam ettirdiği; Kültür ve Turizm Bakanlığı Kültür ve Tabiat Varlıklarını Koruma Genel Müdürlüğü’nce Gölbaşı çevresinin çeşitli bölgelerinde yapılan kazı çalışmaları, inceleme ve araştırmalar sonucu ortaya çıkmıştır. Buluntulara genellikle yörede bulunan küçük yerleşim alanlarında rastlanmaktadır. Bunlar, kuzeybatıda Ahlatlıbel ve Taşpınar, güneybatıda Gökçehöyük, güneydoğuda Karaoğlan, güneyde Selametli Beldesi, doğuda Yurtbeyi Köy yerleşimleridir. Selametle, Gökçehöyük ve Bezirhane köylerinde ilk Tunç çağına ait höyükler ve kalıntılar, Taşpınar Köyünde Roma döneminden kalma mezarlık ve sütun başları; Karaoğlan’da Bizans Dönemine ait sikkeler ve kalıntılar; Yurtbeyi ve Karaoğlan köylerinde Erken hıristiyanlık dönemine ait kilise kalıntıları bulunmuştur. Kayı Beylerinin Söğüt’e gitmeden evvelki yerleşim alanı Gölbaşı’dır. 1402 Ankara Savaşı’nda Timur; fillerini Gölbaşı yöresindeki ormanlarda saklamıştır.
Kent yakınında yer alan diğer önemli bir ören yeri ise Tulumtaş mağarasıdır. Ankara Çevre Otoyolunun yapımı sırasında işletilen bir taş ocağında çıkan bu mağara İncek, Hacılar ve Tulumtaş köyleri arasındaki Karayatak Tepe Mevkiinde bulunur. Ankara’ya 15 km uzaklıktadır. Uzunluğu 5 km, genişliği 1-1.5 km, yüksekliği 30-40 m olan, büyük bir kireç taşı bloğunun içinde kimyasal erimeler sonucunda oluşan mağarada görülmeye değer dikit, sarkıt ve sütunlar bulunmaktadır. Ankara’ya çok yakın olan bu mağara bölge için önemli bir turizm potansiyeli taşımaktadır. Bu mağara ve çevresi 1. derece doğal sit alanı ilan edilmiştir.
Tarihi eskilere gitmesine rağmen diğer ilçelere göre merkezinin oluşumunun yeni bir tarihi vardır.Gölbaşı daha önce Örencik Köyüne bağlı Gölhanı adı ile anılan bir mahalle iken 1923 yılında, buraya Oğulbey Köyü’ndeki Bucak Müdürlüğü ile Jandarma Karakolunun taşınması ile Gölbaşı Nahiyesi adını aldı. 1936 yılında ise ilçe olan Çankaya’ya bağlandı.1955 yılında E-5 Devlet Karayolunun bu bölgeden geçmesi ile Gölbaşı’nın nüfus artışı ve gelişmesi hızlandı.1965 yılında da Gölbaşı Belediye teşkilatı kuruldu.29.11.1983 gün ve 2963 sayılı Kanun ile de Gölbaşı ilçe oldu. 22.10.1990 tarih ve 90/1117 sayılı Bakanlar Kurulu kararı ile 2872 sayılı Çevre Kanununun 9 uncu maddesine dayanılarak “Gölbaşı İlçesi Özel Cevre Koruma Bölgesi” olarak ilan edildi. 1991 yılında da Gölbaşı Belediyesi Büyükşehir Belediyesi sınırları içine alındı.
Sahip olduğu özel yeşil alanlar sebebiyle gerek bakanlıkların gerekse belediyenin özel olarak üzerinde durduğu bölgelerin başında gelmektedir. Koruma altına alınan bir çok bölgesi ile bu noktada önem arz eden bir ilçedir Gölbaşı.
Gölbaşı, Ankara il merkezine 20 km. uzaklıkta, 970 metre rakımlı ve İç Anadolu platosu üzerinde bulunan bir ilçedir. Kuzeyden Çankaya, güneyden Bala ve Haymana, doğudan Elmadağ, batıdan Polatlı ile çevrilidir. İlçe toprakları, batıdan doğuya doğru hafifçe artan yükseltilerle (750-1.000 m) kaplıdır. Gölbaşı ilçesi adından da anlaşılacağı üzere, Ankara ilinin göller bölgesidir.Bölgede Mogan ve Eymir gölleri bulunmaktadır. Mogan Gölü havzası genelde düzgün yer yer orta engebeli bir havzanın alt ucunda alüvyoner setlerin arkasında oluşmuş doğal baraj gölüdür. Yüzölçümü ortalama 6 km² dır.Gölün güneyinden itibaren 2 km'lik bir mesafede, sulak-bataklık alan nitelikli bir geçiş zonu ile yer altı ve yer üstünden kuzey doğusundaki 1.25 km²’lik alana sahip Eymir Gölüne ortalama 5 metrelik kot farkıyla boşalım sağlamaktadır. Böylelikle Eymir Gölünün su girdisinin tamamına yakını Mogan Gölü tarafından sağlanmaktadır.Geniş bir havzadan drene olan yer altı ve yer üstü suları Mogan-Eymir.göllerinden geçerek havzanın kuzeydoğu ucundan İmrahor Vadisine boşalır. Mogan gölünün su girdisi; düzensiz rejimli, yazları genelde kuruyan dereler vasıtasıyla olmaktadır.
Sert bir kara ikliminin gözlendiği ilçede, yıllık ortalama sıcaklık 12°C, yağış tutarı 350 mm’dir. Bölgenin yaygın bitki örtüsü otsu bitkiler olmakla birlikte değişik yüksekliklerde ve nem oranları farklı topoğrafik alanlarda farklı bitki toplulukları bulunmaktadır. Ormanlık alanlar daha çok Eymir gölüne bakan dik yamaçlı platolarda, Beynam ormanlarında ve yeni ağaçlandırma yapılan alanlarda yer almaktadır. (Beynam ormanları Balâ ilçesi sınırları içinde yer almaktadır.) Gölbaşı Özel Çevre Koruma Bölgesinde 476’sı tür, 6’sı alttür, 6’sı varyete almak üzere toplam 488 bitki türü mevcuttur. Gölbaşını sembolize eden değerlerden biri olan Sevgi Çiçeği (Centuarea Tchihatcheffii) Türkiye'de yetişen 179 Centaurea türünden biri olup sadece Gölbaşı’nda Mogan Gölü, Hacı Hasan Mahallesi civarında yetişen bir endemiktir. Sevgi Çiçeğinin çiçeklenmesi Nisan ayının son haftasından başlayıp, Temmuz ayının ilk haftasına kadar devam eder.
Ankara’da az sayıda bulunan sulak alanlardan birine sahip olması yönü ile bir çok ilçeden daha fazla göç almaktadır. Nüfus açısından son derece çeşitli kültürlere ev sahipliği yapmaktadır. Genel olarak Ankara yerlilerine ev sahipliği yapıyor olsa da burada farklı kültürleri de bir arada tutmaktadır. 1985 senesinde sahip olduğu en düşük nüfus yine bir çok Ankara ilçesine oranla son derece üst seviyelerdedir diyebiliriz. Zaman içerisinde gelişen sanayisi ve farklı ticari seviyeleri ile çekim noktası haline gelmiştir. Şu an gün geçtikçe yükselen bir nüfus eğilimine sahiptir. Bu yönü ile ön plana çıkmakta olan Gölbaşı’nda farklı demografik yapıların yer aldığını görüyoruz. Ankara’nın nüfus yükünü çekmesi noktasında önemli bir potansiyele sahip olan Gölbaşı nüfus çeşitliliği açısından da tüm Ankara’nın küçük bir minyatürü denebilir.