黄土高原是中国四大高原之一，亦为世界著名的大面积黄土覆盖的高原，是中华民族古代文明的发祥地之一。高原横跨青、甘、宁、内蒙古、陕、晋、豫7省区大部或一部。位于北纬34°～40°，东经102°～114°，面积约30万平方千米。高原由西北向东南倾斜，海拔多在1 000～2 000米。除许多石质山地外，大部分为厚层黄土覆盖。经流水长期强烈侵蚀，逐渐形成千沟万壑、地形支离破碎的特殊自然景观。黄土高原面积广阔，土层深厚，地貌复杂，水土流失严重，均为世所罕见。
高原上主要山脉太行山、吕梁山和六盘山把高原分隔成3部分：①山西高原。吕梁山以东至太行山西麓，有许多褶皱断块山岭和断陷盆地，山岭多呈北北东走向，主峰海拔均超过2 000米，山地下部多为黄土覆盖。主要的河谷盆地有太原盆地、临汾盆地、忻县盆地、运城盆地、榆社盆地、寿阳盆地等。②陕甘黄土高原。吕粱山和六盘山（陇山）之间黄土连续分布，厚度很大，其堆积顶面海拔一般在1 000～1 300米。地层出露完整，地貌形态多样，是中国黄土自然地理景观最典型地区。③陇西高原。六盘山以西，高原海拔约2 000米，黄土厚度逐渐增大，成为波状起伏的岭谷地形。
高原沟间地和沟谷地貌迥然有别。沟间地地貌主要类型是塬、梁、峁，河谷除河流的干支河谷外，还有为数众多的大小沟谷。
1．沟间地地貌。塬是黄土堆积受流水侵蚀残留的高原面，地表平坦，坡度1°～3°，如泾河上游的董志塬、洛河的洛川塬等。塬面被沟谷强烈侵蚀后称为破碎塬。在大的地堑断陷谷地里，断裂往往呈复式阶梯状。覆盖其上的黄土塬称为黄土台塬。黄土台塬通常保存较完整，如汾渭断陷谷地里的黄土台塬。粱在平面上呈长条形，顶部宽度不大，多数仅长几十米到数百米至数千米，面积约2平方千米。梁的横剖面略呈穹状，坡度多在1°～5°，梁顶以下有明显的坡折。峁是孤立的黄土丘，平面上呈椭圆或圆形，峁坡多成凸形坡，坡度可达20°左右，面积约0.25平方千米。黄土梁峁区亦称黄土丘陵沟壑区。
塬、梁、峁的形成常受黄土堆积前基岩古地形控制。塬的基底多在开阔盆地中，地势较平坦，各时代的黄土呈连续堆积，黄土厚度较大，古土壤层较平坦，因而塬面甚为平缓；梁、峁地貌多分布于古盆地的边缘或隆起的高地，受流水切割，地形起伏较大，后期覆盖黄土遭侵蚀成为丘陵地貌。梁、峁在同一地区内往往交替出现，或以梁为主，或以峁为主。两峁之间地势显著凹下的分水鞍称为墕。若两沟头相向溯源侵蚀成长脊状，称为崾崄，崾崄也常出现于塬和梁间。
此外，尚有黄土墹。主要分布在陕北白于山和甘肃省东部的河源地区。马兰黄土充填了古河沟长条凹地，尚未被现代沟谷切开，宽几百米至数千米，长达几千米至数十千米，成树枝状格局组合。黄土墹受现代流水侵蚀沟的破坏，谷坡两侧仍保存着局部平坦地形，则称黄土坪。
2．沟谷地貌。黄土高原沟谷发育，沟道密度达2.35～10.9千米／平方千米，一般塬面及四周切割密度小于3千米／平方千米，广大丘陵沟壑区切割密度达4～8千米／平方千米，切割最严重的黄河峡谷的河曲黄道沟一带达10.9千米／平方千米。黄土高原主干沟谷切割深度一般都在200～300米。黄土覆盖的流域面积和沟谷面积之比均已超过25%，最严重者可达56.7%，即被沟谷蚕蚀的面积已达黄土覆盖面积的1／2。
沟谷地貌按其大小、形态特征和发育过程，可分为细沟、浅沟、切沟、冲沟和河沟等。
沟谷的发育是流水下切、溯源侵蚀和谷坡块体运动共同作用的结果。下切加深沟谷，溯源侵蚀延伸沟长，块体运动展宽了沟谷。每当暴雨，溯源侵蚀速度加快，沟坡块体运动活跃，其主要方式有泻溜、崩塌和滑坡等。泻溜多发生在35°～40°的坡面上，土层因受干湿、寒冷和冻融交替而松动，受重力影响顺坡下溜。崩塌是谷缘陡崖因雨水和径流沿垂直节理下渗，通过潜蚀作用，使土体失去稳定而致。滑坡是谷坡上大量土体沿一定滑动面整体滑下的现象，谷坡上造成圆弧形的陡崖和坡脚庞大杂乱的滑坡体。滑坡体积达数百万乃至成千万立方米，有时堵塞沟谷，截断水流，形成天然湖，称为“聚湫”。黄土高原沟谷重力侵蚀占一定比例，大量物质补给流水，黄土泥流非常活跃。
3．黄土微地貌。黄土微地貌是地表水沿着黄土中的裂隙下渗，机械侵蚀和化学溶蚀的结果，破坏了黄土结构，形成洞穴，并引起地面沉陷，造成黄土特有的潜蚀地貌。常见者有黄土碟、陷穴、黄土桥和黄土柱等。黄土碟分布在平缓地面，形似碟状凹地，一般深2～3米，直径10～20米，深与直径之比约1:10。由于地表水下渗，溶解了黄土中可溶矿物，并把粘土微粒带到土层下部，破坏了土层结构，在重力作用下，土层围绕中心缓慢下沉压实。陷穴是一种较深的圆形或椭圆形洼地，当地表水汇集到节理裂隙中，由潜蚀作用形成洞穴，称陷穴，按其形态可分为竖井状、漏斗状和串珠状。黄土桥是溶蚀和侵蚀形成的地下洞穴受重力作用发生崩塌，残留的洞顶形如拱桥，故称之。黄土柱是地表水沿着黄土垂直节理溶蚀和侵蚀，残留柱状或塔状的黄土土体，一般高数米或十余米。
黄土高原属暖温带半湿润至半干旱气候，主要特征是冬季寒冷干燥，夏季温暖湿润；雨量稀少，变率大，目光充足，日照时数多，热量条件较优越。高原从西北向东南，年均温变化在8～14℃，全区日均温l0℃以上活动积温为2 000~3 000℃，无霜期120～200天。气温日较差平均在10～16℃。降水年际变化大，季节分配不均，东南多于西北。年降水量200~700毫米，其中65%以上集中于7、8、9三月。降水强度大，多暴雨和冰雹，往往一次暴雨即占全年降水量的30%甚至更多，最大降雨强度每分钟可达2.4毫米，是产生水土流失的重要原因。
区域水系以黄河为骨干，发源于黄土高原的河流较多，约有200条，较大的有洮河、祖厉河、清水河、黄甫川、窟野河、无定河、北洛河、渭河、沁河、汾河等，河川径流不丰，不包括黄河干流，年径流总量185亿立方米。大多数河流汛期受暴雨影响，洪峰急涨猛落，汛期水量占全年水量的70％以上。含沙量很高，往往一次洪水含沙量占全年70%～80%以上。高原浅层地下水补给主要来源于大气降水。大部分地区地下水贫乏，埋藏很深，多在50～60米以下，有的达100～200米。
高原土层富含碳酸钙和磷、钾、硼、锰等元素，土壤反应多偏碱性，腐殖质和氮素养分贫乏。主要土类有褐色土、灰褐土、栗钙土、灰钙土和漠钙土。水土流失严重，熟化土壤不断流失，生土裸露，肥力瘠薄。
黄土高原因长期滥垦滥伐，土地利用不合理，自然植被残留较少，分布零散。目前森林覆盖率仅5%。植被由东南向西北为森林草原、干草原和荒漠草原。森林主要分布于吕梁山、子午岭、黄龙山、六盘山等地，为落叶阔叶林及少量针阔混交林。沟谷和荒坡上，草本植物多旱生种类，如白草、委陵菜、狼尾草、碱草、甘草、酸枣、荆条、沙柳、柠条、沙草、沙蒿、苜蓿、沙打旺、草木樨等。高原农业垦殖条件最好的地区，如关中盆地、晋中、晋南盆地等，是中国著名的小麦和棉花产地。陕北、甘肃和晋西北条件差，一般仅能种植耐干寒的莜麦、荞麦、糜子、胡麻、薯类等。
黄土高原严重水土流失面积约27万平方千米，其中最严重流失面积有11万平方千米。高原大部分侵蚀模数在4 000吨／平方千米，窟野河神木至温家川区间达3.57万吨／平方千米。水土流失冲走耕地的熟化土层，降低蓄水保墒能力，作物生长不良，产量低而不稳。大量泥沙下泄，造成渠道、水库淤积和河流淤塞，增大了流域开发治理的困难。陕县三门峡站每年下泄泥沙约16亿吨，年最大输沙量39.1亿吨(1933)，90%来自黄土高原。水流平均含沙量37.6千克／立方米，最大达666千克／立方米(1971年7月27日)，黄甫川曾出现过1 570千克／立方米的高含沙水流。
中华人民共和国成立后，对黄土高原开展了群众性的水土保持工作，设立了水土保持科学试验站，总结历代劳动人民水土保持的经验，根据土壤侵蚀特点和沟道的输沙特性，创造出许多有效的办法。水土保持的方针是：工程措施与生物措施相结合，以生物措施为主，以小流域为单元，综合治理、集中治理、连续治理。
