中國第四紀黃土分布于中國北緯34°～45°地區，主要堆積于海拔2000米以下各種地貌單元上。堆積區處于北半球中緯度沙漠—黃土帶東南部干旱、半干旱區，呈東西向帶狀分布于西北、華北等地，以黃河中游最為集中，南界可抵長江下游兩岸。堆積中心位于陜西省涇河與洛河流域中下游地區，最厚達180～200米，蘭州附近黃河最高階地上黃土厚達300米左右。總面積 38萬公里，構成世界最大、堆積最厚的黃土高原，此外黃土狀沉積物的分布面積有25萬多公里。堆積始于距今240萬年前，至今仍在進行。根據沉積特征、古生物、古土壤、地球化學及絕對年齡測定等方面的研究，劉東生（我國著名地質學家，國際第四紀研究聯合會原主席，國際杰出第四紀地質環境學家）等將中國黃土劃分為早更新世午城黃土、中更新世離石黃土及晚更新世馬蘭黃土。其粒度組成與礦物組合，在空間與時間分布上均有一定規律。顆粒以粉沙占優勢，一般在50％以上，粘土占15～30％，細沙不到30％，大于0.25毫米的顆粒極少。在黃河中游地區，從西北向東南有粗顆粒減少、細顆粒增加的趨勢。中國第四紀黃土的礦物成分以石英為主，占50％以上，其次為云母、角閃石、長石等，風化程度很弱。

　　上述變化反映了中國黃土的風成特征。黃土剖面中出現的數層乃至十幾層古土壤條帶，是氣候相對溫和濕潤、風力減弱、粉塵堆積停頓時的產物，代表了沉積間斷。離石—午城黃土中的古土壤屬于褐土型，形成于森林草原環境；馬蘭黃土中的古土壤屬于黑壚土型，形成于草原環境，且發育較弱。黃土與古土壤的交替出現，反映了第四紀期間的干濕、冷暖變化，及晚更新世更顯干冷的趨勢。黃土高原的深厚黃土地層有著豐富的生物遺存，保存著非常完整的黃土-古土壤系列，記錄了200多萬年以來黃土高原地區，乃至歐亞大陸所發生的重大地質事件，如生物氣候環境變遷、新構造運動等，是反映全球氣候長期變遷的最好紀錄。研究黃土與古土壤沉積序列有助于建立第四紀氣候變化序列，并可與深海沉積的同位素溫度曲線相印證。