形成条件
黑土并非是指黑色的土壤，而是指腐殖质含量很高的土壤，其黑色来源于腐殖质的黑色。
黑土的形成与气候及地质条件密不可分，它的成土条件是夏季气候温和湿润、冬季气候严寒干燥，且地面排水不畅形成上层滞水。因此黑土仅能形成于四季分明且温差较大的温带地区，有黑土的地方都有湿地和沼泽分布，并在冬季形成季节性冻土。世界三大黑土区均分布在北半球的北纬45度线周围，而这正位于北半球的寒温带地区。
在温暖多雨、阳光充足的夏季，植物得以大量繁殖，生长茂盛。之后在秋末植物枯死，并有大量枯枝落叶凋零堆积在地面上。在寒冷而漫长的冬季，植物残骸上覆盖大雪，严寒抑制了微生物的生长活动，植物的残骸无法被腐烂分解。与此同时，地面存有的滞水冻结形成冻土，将枯枝落叶和枯死的植物保存起来。直到来年开春，冻土融化，微生物重新开始活动，但由于地面排水不畅，冻土融化后的水不能被及时排掉，导致土壤湿度过大，植物的残骸依然分解缓慢。在年初的植物残骸被完全分解前，新一年的夏季和冬季便已经到来，新生的植物开始重新生长、繁殖，之后凋零与前一年未完全分解的植物残骸堆积在一起，每年有机质的积累量超过分解量，大量有机质的堆积使腐殖质的形成有了深厚的物质基础，随着有机质的逐年增多，腐殖质也逐年加厚，产生了深厚的腐殖质层。这是一个时间漫长的过程，需要经历数百年的时间才能形成一厘米厚的腐殖质，而三大黑土区的黑土层平均厚度在一米左右，需要经历数万年的腐殖质的积累才能形成。
因此，黑土的本质实际上就是在原本的黄土层上大量堆积的腐殖质层，由于含有极大量的腐殖质而使土壤呈现出纯黑色。腐殖质中有机质含量极高，且含有大量植物生长所必须的氮、磷、钾、镁等矿物质元素，肥力极高，且土壤保水性好，有利于植物吸收。
黑土开垦后，土壤水热状况改变，不同程度消除了滞水层，土壤通气性改善，吸热性增高，微生物作用加强，有机质分解加快，养分元素释放较多，土壤有效肥力提高，土壤熟化过程发展。
分布范围
中国
黑土地是地球上最珍贵的土壤资源，地球上一共有三块黑土地，其中一块就在我国东北地区。我国东北黑土区总面积约103万平方公里，其中典型黑土区面积约17万平方公里。这里是我国主要的商品粮基地，每年生产约225－250亿kg的商品粮。以弯月状分布于黑龙江、吉林两省的黑土地是中国最肥沃的土地。总面积为一千万公顷，目前已开垦出耕地七百多万公顷，其粮食产量已占两省的百分之六十以上，是中国最大的商品粮生产基地。因黑土层厚度为三十至一百厘米，人们总用“一两土二两油”来形容它的肥沃与珍贵。
世界
全世界共有三大块黑土区和一块红化黑土区，三大黑土区为：
一、是分布在东欧的乌克兰大平原，面积约190万平方公里。
二、是分布在北美洲美国密西西比河流域，面积约120万平方公里。
三、是分布于中国东北平原的东北黑土区，面积约103万平方公里。
三大黑土区也并非全部都是黑土，其中包括典型黑土、黑钙土、棕壤、草甸土等。
红化黑土区为：
南美洲拉普拉塔平原南部的潘帕斯（Pampa）大草原，面积约76万平方公里。其红化黑土有别于三大黑土区，由于这里位于南半球亚热带，没有严寒而漫长的冬季，植物枯死后无法依靠寒冷来长年累月的积累残骸，湿热的气候导致土壤中含有较多的氧化铁，使土壤呈现出明显的红色，因此这里的土壤实际上更加接近于我国南方地区的红土。但是，由于潘帕斯草原属于亚热带湿润性气候、地面发育有茂盛植被，且地势平坦、地面排水不畅。大量植物残骸虽然无法依靠寒冷来积累和缓慢分解，但可以通过淹没在地面滞水中缓慢积累而形成大量腐殖质，导致这里同样出现了腐殖质大量积累的状况，土壤中有机质的含量同样达到了很高的水平，因此将这里的土壤也视为黑土，并将其称为红化黑土。与黑土相比，红化黑土没有经历冬季积累腐殖质的过程，因此成土速度更快，但相应的其腐殖质含量略低，其肥力不及黑土，但仍然是极其肥沃的土壤。且由于其所处纬度较黑土更低，气候更为温暖，因此开发起来更容易。由于与三大黑土区的形成机制和成分及特征的不同，某些资料中仍然不承认该地的土壤属于黑土。
除以上四片地区外，黑土及黑土的类似土壤在世界其余地区有零星分布。
水土流失
由于黑土地土地肥沃，这三大块黑土区均为所在国家的重要的农业产品基地，因此，三大黑土区的垦殖指数均比较高。在各黑土区的开发垦殖过程中，都曾发生过严重的水土流失问题，如美国、乌克兰等地发生的"黑风暴"等。
中国东北黑土区在近百年的大面积开发垦殖过程中，亦发生了严重的水土流失问题，主要表现在大面积坡耕地的黑土层流失和水土流失中形成的侵蚀沟。这些水土流失问题带来的不仅是黑土资源的流失问题，同时，也带来了严重的环境生态问题，甚至社会问题，如农牧民赖以生存的土地资源和收入问题。严重的水土流失正使中国肥沃的东北黑土地变得又“薄”又“黄”，专家警告说，如果再不抓紧防治，“黑土地”也许将成为书本上的一个历史名词。
据调查，黑土区平均每年流失0．3－1．0cm厚的黑土表层，土壤有机质每年以1/1000的速度递减，由于多年严重水土流失，黑土区原本较厚的黑土层现在只剩下20－30cm，有的地方甚至已露出黄土母质，基本丧失了生产能力。据测算，黑土地现有的部分耕地再经过40－50年的流失，黑土层将全部流失。
由于自然因素制约和人为活动破坏，东北黑土区水土流失日益严重，生态环境日趋恶化。现在，东北典型黑土区有水土流失面积4．47万平方公里，约占典型黑土区总面积的26.3%。
每生成一厘米黑土需要200年到400年时间，而现在黑土层却在以每年近1厘米的速度流失，每年流失掉的黑土总量达一到两亿立方米，光是跑掉的氮、磷、钾养份就相当于数百万吨化肥。土壤中有机物质含量比开垦前下降近三分之二，板结和盐碱化现象严重。黑土的流失与黄土不同，黄土只是把土层流薄了，但还能长庄稼；而黑土一旦流失光，将寸草不生。
拯救方案
黑土层在变薄，30年少了9厘米长期以来，黑龙江省都对黑土地的质量进行着监测，并进行了耕地质量总体状况的分析。
20世纪80年代以来，黑龙江省粮食总产持续增长，主要靠的是扩大耕地面积、选用良种、密植、农业增产技术和大量使用化肥、农药。
1982年二普时，黑龙江省盐碱耕地面积为23.33万公顷，涉及17个市县，目前已发展到56.67万公顷，增长近两倍。同时，由于化肥投入量逐年加大，农肥投入逐年减少，以及除草剂的普及应用等，导致土壤板结硬化程度逐年加剧。
2015年，“耕地质量”问题已列入黑龙江省2015年立法计划，《黑龙江省耕地质量条例》初稿已完成。由于保护力度不够，原来几十厘米厚的耕地层仅剩十几厘米。
黑土地变盐碱地，30年增加近两倍黑
2015年最新监测结果显示：土壤次生盐渍化加重，全省水土流失耕地面积达460万公顷，占全省耕地的三分之一。目前，全省耕层厚度为19.7厘米，与1982年的第二次土壤普查时的28.8厘米相比下降了9.1厘米。
同时，我省土壤养分变化大，比例失衡，土壤有机质含量降低迅速。据定点监测数据显示，目前全省耕地土壤有机质平均含量为2.68%，而二普时含量是4.32%。其中，耕层土壤全氮含量平均为1.84g/kg，而二普时为2.15g/kg。同时，耕层有效钾含量也急速下降，土壤贫钾问题日益突出。
保护政策
2015年，为了拯救这块宝贵的黑土地，水利部松辽委曾主持编制了《黑土区1999－2050年水土保持生态环境建设规划》、《松花江流域中上游水土保持生态环境建设项目建议书》和《辽河流域中上游水土保持生态环境建设项目建议书》，并由东北四省区政府联合上报国务院。引起了国务院有关部门的高度重视。
建设项目占用耕地，要妥善安置黑土层
在制定《黑龙江省耕地质量条例》初稿的过程中，专家、学者等首次提出要保护“耕地质量”。明确规定：经批准的建设项目占用耕地时，建设单位应当剥离耕作层土壤，按照国土资源行政部门指定地点存放，用于新开垦耕地、劣质耕地或者其他耕地的土壤改良。
建设项目施工时，应当避免损坏周边耕地的耕作层；无法避免的，建设单位应当进行修复或者依法赔偿。
2022年1月4日，《中共中央、国务院关于做好2022年全面推进乡村振兴重点工作的意见》中提出：全面完成高标准农田建设阶段性任务。深入推进国家黑土地保护工程。实施黑土地保护性耕作8000万亩。
2022年3月8日消息，全国人大常委会工作报告介绍，2021年加快生态文明领域立法，经过深入调研论证，拟订黑土地保护法草案并进行初次审议，用法律手段保护黑土地这一“耕地中的大熊猫”。报告还显示，2022年将制定黑土地保护法。
2022年6月24日，第十三届全国人民代表大会常务委员会第三十五次会议通过《中华人民共和国黑土地保护法》。
处罚措施
黑土地上直接开发，每平方米最高罚30元。
黑龙江省农业部门在对辖区耕地质量进行动态监测的同时，每年底发布耕地质量监测报告，每五年组织开展一次全省耕地质量详查，评价耕地质量等级，建立耕地质量档案。
《条例》规定，对违反规定，使用国家明令禁止使用和危害耕地质量、农产品质量安全的杀虫剂、除草剂等农药产品的，由县级以上地方人民政府农业行政主管部门没收所有产品，并处以每亩使用面积三千元以上一万元以下罚款。
涉及耕地质量建设的项目建设单位、耕地占用单位或者个人，未剥离应当剥离的耕作层土壤的，由县级以上地方政府农业部门责令改正，并处以每平方米十元以上三十元以下罚款。
