中国西北部的黄土高原东到河北省与山西省交界的太行山，西至甘肃省乌鞘岭和青海省的日月山，南到渭河谷地关中平原以北的广大地区，北至长城，约占中国国土面积的1/20。
黄土高原海拔约为1000～1500米，高原上的黄土主要是一种未固结、无层理的粉沙。厚厚的黄土完全掩平了这里先期形成的地形，土层厚度达30～50米，最厚的地方甚至超过了200米。黄土由西北向东南方向逐渐变薄，颗粒由粗变细。
这种黄土地貌在世界上许多地区都能看到，如欧洲、南北美洲的有些地方就分布着黄土，但面积和厚度却无法与中国西北部的黄土高原相提并论了。黄土富含钙质结核及易溶盐，石英、云母、长石、电气石、角闪石、绿帘石等许多细粒矿物是黄土的主要成分，约占70%，余下的部分则是黏土矿物。如此大面积的黄土是从哪儿来的呢?它又是怎样形成的呢?
地质学家为了解释这些问题，综合运用地层、古生物、古气候、物质成分与结构及年代学等领域的知识进行研究，提出了20多种黄土形成的假说。现在影响较大的有4种学说，它们是水成说、残积说、风成说及多成因说。这4种学说的主要分歧点是黄土物质的来源及黄土本身的属性等问题。
大多数学者都赞同风成说的观点。特别值得一提的是，鲁迅先生也支持这种观点。鲁迅先生在一篇地质逸文中这样写道：“中国黄土高原为第四纪初由中亚沙漠独藉风力，扬沙而东形成，并引起河水变黄成为黄河。”现代学者以大量的事实为基础，分析了黄土物质的基本特点后，得出结论说中国大面积的沙漠可能是黄土源，并且认为搬运黄土物质的主要动力是风力。黄土高原的形成的形成过程是地质历史中一种综合的地质作用过程，存在着物源的形成、搬运、分选及堆积成土这三个不同的阶段。
地质学家认为，在第三纪末或第四纪初的后半期时，今天的黄土高原所在地气候潮湿多雨，河流及湖盆众多，各种流水地质作用盛行。在河水的作用下，低洼盆地中堆积了基岩山区中大量的洪积、冲积、湖积、坡积及冰积物，松散沙砾及土状混合堆积变得越来越厚，黄土物质因此有了生长的基础。
在大约距今120万年前的第四纪后半期，气候发生了全球性的变化，气候急剧变冷，由潮湿变为冷干，新的冰期到来。中国西北部地区在西伯利亚—蒙古高压气流的影响下，冷空气长驱直入，并受祁连山的影响分为两支，一支转向东南，构成西北风进入鄂尔多斯地区;另一支向西南构成东北风进入塔里木盆地和柴达木盆地。
与此同时，来自内蒙古自治区的西风及西伯利亚的西北风分别进入中国新疆维吾尔自治区东北地区的准噶尔盆地。堆积在基岩山区的部分堆积物及盆地中的松散物质被强大的风力重新扬起，随风飘流、搬运、分选，然后分别沉积下来。日复一日，年复一年，各种堆积物越来越多，今天西北地区的砾漠、沙漠和巨厚的黄土堆积也就逐渐形成了。
另外三种关于黄土形成的假说，影响并不太大。水成说认为，流水作用使得黄土由不远的物源区搬迁堆积而成;残积说则认为基岩风化就地成土，导致了黄土的形成;而多成因说则认为黄土是上述几种因素共同作用而形成的。
时至今日，尽管4种假说都有一定的道理，但风成说还是在学术界占有绝对的优势。但是若要否定水成说、残积说等假说，也没有足够的证据。近几年，多成因说又重新抬头，向风成说提出了挑战，并且它也似乎比其他假说更为合理。孰是孰非，还很难分辨。究竟黄土高原之谜何时才能揭开呢?这只能寄希望于科学家的研究了。