黃土高原位於中國西部的高山高原和東部的丘陵平原之間，是壹個崎嶇不平的高原，地面相當破碎。整個黃土高原幾乎被第四紀黃土覆蓋。
黃土是壹種典型的風成沈積，是第四紀多個間冰期由風從西北內陸搬運來的粉砂層以下的細粒物質沈積堆積而成。它最早的黃土距今已有240萬年。
本來黃土高原林草茂密，生態環境極佳。但由於黃土高原長期(特別是近2000年)的掠奪性生產，大片的森林和草原遭到毀滅性破壞，裸露的黃土被雨水和徑流強烈沖刷，水土流失嚴重，形成了黃土溝壑、黃土殘丘、黃土土堆等蛛網狀地貌。黃土高原的地表侵蝕觸目驚心。溝壑密度壹般在每平方公裏2 ~ 5公裏以上，有的地方可達6 ~ 8公裏以上。切割深度可達100 ~ 200米以上，地裂縫約20% ~ 50%，最高可達65%以上。溝壑區覆蓋了近三分之二的地表面積。因此，黃土高原呈現出溝壑眾多、地面支離破碎的特殊地理景觀。
2.氣候顯然是過渡性的。
黃土高原位於我國東部沿海和西北內陸之間，正好處於太平洋的東南季風暖濕氣流向我國西北吹來的通道上，所以這裏的氣候有明顯的過渡，從我國東南沿海的暖濕季風氣候向西北內陸的幹旱氣候過渡，屬於半濕潤、半幹旱的溫帶大陸性氣候。總的來說，黃土高原氣溫和降水的地理分布是從東南向西北遞減的。
單從氣溫來看，黃土高原具有冬冷夏熱的大陸性氣候特點，夏季冷熱變化劇烈，大部分地方年平均氣溫在8 ~ 13℃之間，屬於暖溫帶。莊稼可以分兩年三茬，也可以分壹年兩茬。黃土高原上最溫暖的地方是豫東南的羅易流域，年平均氣溫可達65438±04℃左右，接近亞熱帶。黃土高原北部的大同盆地、山西北部、寧夏固原、青海東部，由於地勢高、氣溫低，屬於年平均氣溫只有4 ~ 7℃左右的中溫帶。
黃土高原深入內陸，大陸性氣候強烈，溫度變化範圍大，壹般日較差超過10℃，極端日較差超過25℃。晝夜溫差大，有利於作物生長。由於白天氣溫高，作物根系吸收能力強，有利於光合作用和幹物質的形成。夜間地面有效輻射大，溫度低，植物呼吸作用減弱，可減少植物養分的消耗，從而有助於幹物質和糖分的積累。這是黃土高原糧食高產、果實含糖量高的有利自然因素。
對黃土高原氣候有利的因素是豐富的光能資源。該地區年太陽總輻射在50-55億焦耳/平方米之間，僅次於青藏高原、新疆和內蒙古幹旱地區。陽光是綠色植物通過光合作用產生有機物的主要能量來源，充足的陽光有利於作物的生長發育和果實的成熟。黃土高原日照時間長，光能豐富，對農業增產十分有利。但目前該地區光能利用率還很低，只有1% ~ 2.5%左右，發展潛力很大。加強作物間混植、套種和適度密植，可以提高光能利用率，增加作物產量。
3.河流溝渠多，徑流量小，缺水。
黃土高原擁有世界上最多的渠道，縱橫交錯的渠道是黃土高原的壹大自然景觀。據粗略調查，黃土高原長度超過1 km的渠道有30多萬條，總長度超過1萬km。這些溝都是山洪形成的，是洪水溝，80%以上是旱溝，基本沒有流水。所以黃土高原溝壑雖多，但水源少，徑流差。
黃土高原的地表徑流分別流入黃河和海河。黃河幹流貫穿黃土高原，先後有洮河、湟水、無定河、延河、汾河、渭河(以及涇河以北的洛河)、羅易、沁河等支流，控制著黃土高原的西部、中部和東南部。海河水系分布在東部太行山區，支流有桑幹河、唐河、滹沱河、漳河。
由於降水少，黃土高原的黃土滲透性強，植被稀疏，保水條件差，地表徑流量小，水資源短缺。例如，黃河流域有九條長度超過300公裏的支流，其中只有渭河、洮河、湟水和羅易四條，年徑流量超過30億立方米。黃河水系(包括幹流)年徑流總量小於長江支流湘江，顯示了黃土高原徑流的貧乏。
黃土高原地下水的形成和分布受地質構造、巖性、地貌、降水和河流水文的控制，表現出很大的區域性差異。
就降水量而言，黃土高原年降水量基本在400-600毫米之間..400毫米等雨量線大致伴隨長城，只有同心、鹽池、靖遠、循化等少數縣在400毫米等雨量線以下。在東南部，河南西北部和山西東南部處於進入黃土高原的東南季風的最前沿，雨水較多，年降水量可達600 ~ 850毫米以上，是黃土高原的多雨地區。黃土高原最潮濕的地方是五臺山和太行山的迎風坡，年降水量可達800毫米以上。
黃土高原降水存在季節分布不均、變異性大、保證率低的問題。黃土高原全年70%以上的降水集中在下半年(尤其是6-9月)，這是農作物生長的旺季，陰雨天氣對農業十分有利。而春季降水較少，氣溫上升較快，春旱較為常見，往往影響春播，導致減產。多雨年的年降水量可與少雨年相差2 ~ 4倍以上，降水變率過大，降水保證率低，對農業高產穩產十分不利。
4.土地寬闊，耕地多，森林和草地少。
黃土高原土地遼闊，是中國土地資源最豐富的地區之壹。全境土地總面積7.755億畝，遠高於中國東南各省。然而，該地區差異很大。黃土高原東南部的豫西丘陵區，地狹人稠，人均只有3.2畝地。此後從北到西，人均土地越來越多，山西省7.8畝，陜西省7.7畝，甘肅省11.3畝，董卿丘陵地區16畝，寧夏26.7畝。內蒙古黃土丘陵區人均土地最多，達到32.3畝。
在黃土高原，壹定要遵循客觀規律，走農、林、牧之路，因地制宜合理利用土地，黃土高原才會有出路。如果不加選擇地開墾山坡，粗放種植，收成不好，會造成水土流失嚴重，單位面積產量低，導致長期的溫飽問題。只有徹底改變耕作制度，調整土地結構，把土山變成青山，才能從根本上改善環境，林糧豐足，改變黃土高原的落後面貌。
5.礦產資源豐富
黃土高原是中國礦產資源(尤其是煤炭)最豐富的地區之壹。礦產資源具有種類多、儲量大、組合好、區位適中等諸多優勢，在我國占有特別重要的地位。黃土高原已發現120余種，其中已探明儲量77種，占中國的56%(已探明137種)。它包括七大類，主要礦產有:能源礦產(煤炭、石油、天然氣、油頁巖)；黑色金屬(鐵、錳、鉻、釩、鈦)；有色貴金屬礦石(銅、鉛、鋅、鋁礬土、鎳、鈷、鎢、錫、鉬、金和銀)；稀有金屬礦物(鈮、鋰、銣、鍺、鎵、銦、鉈)；冶金輔助礦石(熔劑石灰石、熔劑白雲石、矽石、耐火粘土、螢石、鋁礬土)；化工原料(硫、磷、含鉀巖石、化工石灰石、芒硝、天然堿、鎂鹽、重晶石、泥炭)；建材礦物和其他非金屬礦物(雲母、石棉、石墨、石膏、長石、石英巖、水晶、珍珠巖、沸石、蛭石、膨潤土、大理石、花崗巖、建築用石和各種粘土)等。在這些礦種中，有30種礦產儲量居中國前三位，其中煤炭、鋁土礦、鎵、錸、沸石、耐火粘土、鋁土礦、泥灰巖、堿灰巖、建築用灰巖、玻璃砂巖、片麻巖、輝綠巖居中國首位。黃土高原已探明的煤炭儲量超過5000億噸，占中國的50%以上。鋁土礦是黃土高原又壹個居中國首位的礦產，儲量超過6543.8+0億噸，占中國壹半以上。除了以上這些，黃土高原的鎵、錸、耐火粘土、鋁礬土、珍珠巖、沸石、石灰石、玻璃砂巖、鈦、鎂鹽、巖鹽、蛭石，在中國都占據數壹數二的位置。黃土高原主要礦產資源的潛在價值占中國相當大的份額。豐富的礦產資源是黃土高原經濟發展的又壹極為有利的條件。