张棉驿是丝绸之路关陇道上的重要驿站，汉代由张骞主持建立，一直沿用至清末，同时张棉驿也是陕甘茶马古道沿藵斜道清水北去庄浪等地必经之道。

张棉驿地处张家川县东北部，与平凉市庄浪县接壤，东起关山山区，西至石峡水库，清水河支流、庄天二级公路分别自西向东、自南向北横穿全境。中国茶马古道其中的陕甘茶马古道天水市至庄浪县（平凉市下辖）以北段就经由此处。

张棉驿，关于这个名字的来历，据史料载，西汉时期外交家张骞于建元三年（前138年）经匈奴被俘后，匈奴王单于见其一表人才、有胆有识，便将公主许配为妻，但张骞始终秉持汉节。后来匈奴发生内乱，张骞乘机逃回汉朝，返回中原途中，恐带妻儿回长安汉武帝以叛逆罪杀掉他，便在途经张家川时，将匈奴公主和孩子安置在张家川。张骞回长安面君复旨，汉武帝见其一片丹心，不但赦免其罪，封张骞为“博望侯”，并钦定张骞长子张绵为亭驿官职，建立驿站在今甘肃省平凉市庄浪县石桥村，辖行政、军事为一体。后因羌人不断骚扰，张绵便将驿站迁移到今张家川张棉乡所在地。因驿官名叫张绵，后人称此为张棉驿（棉是绵的同音），名传至今。

张棉驿一直是丝绸之路关陇道上的重要驿站，自汉代设立一直到清末撤销。

1922年，国民党元老于右任先生兵败岐山南下广东时就曾经过张棉驿。其行进路线是：自灵台,经过崇信、华亭,沿番须道(老庄华公路)翻越关山到达竹林寺，离开竹林寺,经过石桥、张棉驿,最后经清水县一路南下。

张棉驿街位于县城北20公里。曾因设过驿站而得名。民国23年(1934)设立集市。张(川)华(亭)公路绕街而过，逢夏历双日集，规模较小。1953年以后逐年建起粮管所、卫生院、邮电所等单位。至1989年，有机关、学校、企事业单位13个，主要建设单位有乡人民政府，占地2.67亩，有砖木结构的平房4幢38间，建筑面积456平方米。粮管所，占地3.54亩，建筑面积540平方米。乡卫生院，占地1.93亩，建筑面积480平方米。农业银行张棉驿营业所，占地0.9亩，建筑面积126平方米。邮电所，占地0.8亩，建筑面积315平方米。张棉驿附中，占地4亩，建筑面积879平方米。其它建设单位有兽医站、税务所、信用社、拖拉机站、公安派出所等。

1953年7月张家川回族自治区成立前,大部地方为庄浪县辖,属石桥乡。张家川回族自治区成立时划入,设张棉驿乡,上隶宣化区。1956年撤区后,直隶于县。1958年,并入峡里公社。1961年12月,设张棉驿公社,1983年改为乡,延续至2010年。全乡辖11个建制村,50个自然村,1个自然镇(街),58个村民小组，共2285户,总人口11416人,其中农业人口11287人,回族人口6945人。全乡总面积66.61平方公里(不含五星牧场所属面积),其中耕地3283公顷。2010年,全乡粮食总产4312吨,农民人均纯收入1937元,大家畜存栏9232头(匹),其中牛9124头、马108匹;羊存栏8283只,猪存栏286头。种草1.03万亩,主要以农业种植和畜牧业为主。农作物主要以小麦、蚕豆、马铃薯为主,糜子、谷子、玉米为次,经济作物有胡麻、油菜等。石峡水库在乡境东部庙川村。水库蓄积清水河上游之水,总库容400多万立方米,已引水库水建成连五梁安全饮水设施。全乡通自来水的村10个、1892户、9210人,覆盖率80.7%。全乡有农村小学11所,中学1所;乡卫生院1所、村卫生室11所。还有派出所、信用社、邮电所等单位。