黄土高原在地理区划上位于北方地区，属于东部季风区，气候为温带季风气候。在中国北方地区与西北地区的交界处，它东起太行山，西至乌鞘岭，南连秦岭，北抵长城，主要包括山西、陕西北部、以及甘肃、青海、宁夏、河南、内蒙古等省46个地(盟、州、市)，282个县(旗、市、区)，面积积62平方公里，水土流失面积45.4万平方千米(水蚀面积33.7万平方千米、风蚀面积11.7万平方千米)，年均输入黄河泥沙16亿吨，是我国乃至世界上水土流失最严重、生态环境最脆弱的地区。占世界黄土分布70%，为世界黄土面积覆盖最大的高原。黄土厚50-80米，气候较干旱，降水集中，植被稀疏，水土流失严重。黄土高原矿产丰富，煤、石油、铝土储量大。但由于植被稀疏，夏季降水集中且雨量大，流水冲蚀作用强，在流水侵蚀作用下地表支离破碎，形成沟壑交错其间。按地形差别分陇中高原、陇东高原、陕北高原、山西高原和豫西山地等区。
平均海拔1000～1500米，除少数石质山地外，高原上覆盖着深厚的黄土层，黄土覆盖厚度大多在100米以上，最大厚度超过200米。年均气温6～14℃，年均降水量200～750毫米。从东南向西北，气候依次为暖温带半湿润气候、半干旱气候。植被依次出现森林草原、草原和风沙草原。土壤依次为褐土、垆土、黄绵土和灰钙土。山地土壤和植被地带性分布也十分明显。黄土高原广布黄土，厚达50至80米，陇东、陕北厚达150米，最厚的地方达200米。由于历代战乱、盲目开荒放牧及乱砍滥伐导致高原的植被遭到严重的破坏，加之黄土的土质疏松，水土流失极为严重，形成“千沟万壑”的黄土地貌。形成了独特的黄土塬，黄土梁，黄土峁等地貌特征。
平坦耕地一般位于沟谷或小型盆地，一般不到1/10，绝大部分耕地分布在10°～35°的斜坡上。地块狭小分散，不利於水利化和机械化。黄土高原水土流失严重。但是，黄土高原地区蕴藏著丰富的煤炭、石油、天然气铝土矿等资源，是中国重要的能源和化工基地。
这些地区的岩石，白天受热膨胀，夜晚冷却收缩，逐渐被风化成大小不等的石块、沙子和粘土。同时这些地区，每逢西北风盛行的冬春季节，狂风骤起、飞沙走石，尘土蔽日。粗大的石块残留在原地成为“戈壁”，较细的沙粒落在附近地区，聚成片片沙漠，细小的粉沙和粘土。
根据黄土堆积环境的不同，可将我国黄士发育分为三个时期：早更新世，相当于第一次冰期，气候比新第三纪干寒，发生午城黄土堆积;中更新世，发生第二次冰期，气候进一步变干，堆积了离石黄土，范围广、土层厚;晚更新世第三次冰期，气候更加干寒，堆积了马兰黄土，厚度虽小，但分布范围更广，南方称下蜀黄土。
进入全新世，气候转为暖湿，疏松的黄土层，经流水侵蚀，形成了沟壑纵横、梁、峁广布的破碎地表。
