基本特征：黄土、黄水、流沙是基本特色；塬、梁、峁、山、原、川是基本主体；环境脆弱是根本元素。
黄土高原东临华北平原，北接内蒙古高原，西与青藏高原相毗邻，处于我国第二级地形阶梯上。四周由几条深大断裂带所包围。新生代以来，以断块运动为主，鄂尔多斯台向斜表现为中等强度的整体抬升，地形高差变化甚小，古地形条件有利于黄土堆积。所以，现今鄂尔多斯高原东南发育了典型的黄土地层和黄土地貌，形成了举世闻名的黄土高原。
黄土高原沟壑纵横，形态复杂，发展速度快，它们是河流泥沙的供给地和初期搬运通道。黄土物质疏松，具垂直节理，易遭受侵蚀。黄土塬、梁、峁地形是今天黄土高原基本的地貌类型。 山、原、川三大地貌类型是黄土高原的主体。耸峙在高原上的山地，犹如海洋中的孤岛。例如六盘山以西的陇中高原上的屈吴山、华家岭、马衔山，陇东陕北高原上的子午岭、白于山、黄龙山等。原（或塬）是指平坦的黄土高原地面，著名的有甘肃东部的董志塬，陕西北部的洛川塬。塬面宽阔，适于机械化耕作，是重要的农业区。但是塬易受流水侵蚀，沟谷发育，分割出长条状塬地，成为山梁，称为“梁”地。如果梁地再被沟谷切割分散孤立，形状有如馒头状的山丘，当地称为“峁”。由“梁”和“峁”组成的黄土丘陵，高出附近沟底大都在100～200米左右，水土流失严重，是黄河泥沙来源区。川是深切在塬面下的河谷平原。在梁峁地区地下水出露，汇成小河、河水带来的泥沙在这里沉积，在两岸形成小片平原，称它为“川”。川两旁还有阶地，即“掌”、“杖”地。掌是川地上源的盆地状平原，与条状分布的杖地不同。
黄河在它的中、上游流经世界上最大的黄土高原。黄土高原土层深厚，土质疏松，地形破碎，暴雨频繁，水土流失极为严重，是黄河泥沙的主要来源地。尤其是黄河河口镇至潼关这一河段，黄河在穿越这一段黄土高原的过程中，众多支流汇入，把黄河“染成”了黄色。据测定，这一河段进入黄河的泥沙占全河沙量的90%。
从地球上来看，黄土主要分布于中亚到我国的西北、华北和东北一带，世界上最大的黄土高原就是位于黄河上中游地区的黄土高原。它的范围大致是北起阴山，南至秦岭，西抵日月山，东到太行山，横跨青海、宁夏、甘肃、陕西、山西、河南6省，面积64万平方公里。黄土覆盖厚度一般在100米以下，而以陇东、陕北、晋西黄土层最厚，六盘山以东到吕梁山西侧，黄土厚度在100米～200米之间，最厚在兰州，达300米以上。黄土分布的面积和厚度，都居世界之冠。
根据地貌的形成过程和特点，可分为以下几个部分：①陇中高原。一称陇西高原。位于六盘山以西，是一个新生代的拗陷盆地，属盆地型高原，海拔1500～2000米。地形破碎，多梁、峁、沟谷、垄板地形。②陇东、陕北高原。包括六盘山以东，吕梁山以西，渭河北山以北，长城以南的地区。也是一个盆地型高原，海拔800～1200米。经强烈侵蚀，除少数残留的黄土塬（董志塬、洛川塬）外，大部地区已成为破碎的梁峁丘陵。其间只有少数基岩低山突起在高原之上，状似孤岛。③山西高原。包括五台山、恒山以南，伏牛山以北，太行山以西，吕梁山以东的地区。它由一系列褶皱断块山与陷落盆地组成。山地有吕梁、恒山、五台、中条及太行等山，盆地有大同、忻县、太原、临汾、运城等。除河谷平原外，大部地区海拔在1000～1500米，石质山地构成高原的主体，黄土堆积仅限于盆地及山间谷地，分布范围约占全区面积的40％。④渭河平原，一称关中平原。位于渭河北山与秦岭之间，西起宝鸡。
黄土高原地区大部分为黄土覆盖，是世界上黄土分布最集中、覆盖厚度最大的区域。该地区黄土平均厚度50～100米，洛川塬超过150米，董志塬最大厚度超过250米。黄土高原地区的黄土主要为风成黄土，粉粒占黄土总重量的50%，结构疏松、富含碳酸盐、孔隙度大、透水性强、遇水易崩解、抗冲抗蚀性弱。
该区主要的土壤类型有褐土、黑垆土、栗钙土、棕钙土、灰钙土、灰漠土、黄绵土、风沙土等。根据黄土高原地区有关土壤有机质、全氮和有效磷含量分级组合研究成果，极低养分地区面积占21.1%，低养分地区面积占19.4%，中等养分地区面积占26.7%。
脆弱环境
黄土高原生态系统十分脆弱，主要表现在以下两个方面：
黄土高原抵御自然灾害的能力较低。黄土高原的地理位置比较特殊，即处于从平原向山地高原过渡、从沿海向内陆过渡、从湿润向干旱过渡、从森林向草原过渡、从农业向牧业过渡的地区，各种自然要素相互交错，自然环境条件不够稳定，表现为地址地震灾害、水旱灾害和气象灾害，以及水土流失、土壤侵蚀等自然灾害比较频繁和严重。而人类的不合理开发利用，如滥垦、滥牧、过樵、过牧，都会引起自然环境的强烈反应，使得自然灾害发生地频度增大。
黄土高原的环境遭到破坏后，恢复相当困难。据历史资料考证，黄土高原曾是塬面广阔，沟壑稀少，植被丰茂的地区。随着人口的增加，人类活动的加剧，环境渐渐恶化，如植被减少，气候变干，土壤遭到侵蚀。然而，要把环境恢复到原来状态，在现有的经济、技术条件下很难做到。