形成條件
黑土并非是指黑色的土壤，而是指腐殖質含量很高的土壤，其黑色來源于腐殖質的黑色。
黑土的形成與氣候及地質條件密不可分，它的成土條件是夏季氣候溫和濕潤、冬季氣候嚴寒幹燥，且地面排水不暢形成上層滞水。因此黑土僅能形成于四季分明且溫差較大的溫帶地區，有黑土的地方都有濕地和沼澤分布，并在冬季形成季節性凍土。世界三大黑土區均分布在北半球的北緯45度線周圍，而這正位于北半球的寒溫帶地區。
在溫暖多雨、陽光充足的夏季，植物得以大量繁殖，生長茂盛。之後在秋末植物枯死，并有大量枯枝落葉凋零堆積在地面上。在寒冷而漫長的冬季，植物殘骸上覆蓋大雪，嚴寒抑制了微生物的生長活動，植物的殘骸無法被腐爛分解。與此同時，地面存有的滞水凍結形成凍土，将枯枝落葉和枯死的植物保存起來。直到來年開春，凍土融化，微生物重新開始活動，但由于地面排水不暢，凍土融化後的水不能被及時排掉，導緻土壤濕度過大，植物的殘骸依然分解緩慢。在年初的植物殘骸被完全分解前，新一年的夏季和冬季便已經到來，新生的植物開始重新生長、繁殖，之後凋零與前一年未完全分解的植物殘骸堆積在一起，每年有機質的積累量超過分解量，大量有機質的堆積使腐殖質的形成有了深厚的物質基礎，随着有機質的逐年增多，腐殖質也逐年加厚，産生了深厚的腐殖質層。這是一個時間漫長的過程，需要經曆數百年的時間才能形成一厘米厚的腐殖質，而三大黑土區的黑土層平均厚度在一米左右，需要經曆數萬年的腐殖質的積累才能形成。
因此，黑土的本質實際上就是在原本的黃土層上大量堆積的腐殖質層，由于含有極大量的腐殖質而使土壤呈現出純黑色。腐殖質中有機質含量極高，且含有大量植物生長所必須的氮、磷、鉀、鎂等礦物質元素，肥力極高，且土壤保水性好，有利于植物吸收。
黑土開墾後，土壤水熱狀況改變，不同程度消除了滞水層，土壤通氣性改善，吸熱性增高，微生物作用加強，有機質分解加快，養分元素釋放較多，土壤有效肥力提高，土壤熟化過程發展。
分布範圍
中國
黑土地是地球上最珍貴的土壤資源，地球上一共有三塊黑土地，其中一塊就在我國東北地區。我國東北黑土區總面積約103萬平方公裡，其中典型黑土區面積約17萬平方公裡。這裡是我國主要的商品糧基地，每年生産約225－250億kg的商品糧。以彎月狀分布于黑龍江、吉林兩省的黑土地是中國最肥沃的土地。總面積為一千萬公頃，目前已開墾出耕地七百多萬公頃，其糧食産量已占兩省的百分之六十以上，是中國最大的商品糧生産基地。因黑土層厚度為三十至一百厘米，人們總用“一兩土二兩油”來形容它的肥沃與珍貴。
世界
全世界共有三大塊黑土區和一塊紅化黑土區，三大黑土區為：
一、是分布在東歐的烏克蘭大平原，面積約190萬平方公裡。
二、是分布在北美洲美國密西西比河流域，面積約120萬平方公裡。
三、是分布于中國東北平原的東北黑土區，面積約103萬平方公裡。
三大黑土區也并非全部都是黑土，其中包括典型黑土、黑鈣土、棕壤、草甸土等。
紅化黑土區為：
南美洲拉普拉塔平原南部的潘帕斯（Pampa）大草原，面積約76萬平方公裡。其紅化黑土有别于三大黑土區，由于這裡位于南半球亞熱帶，沒有嚴寒而漫長的冬季，植物枯死後無法依靠寒冷來長年累月的積累殘骸，濕熱的氣候導緻土壤中含有較多的氧化鐵，使土壤呈現出明顯的紅色，因此這裡的土壤實際上更加接近于我國南方地區的紅土。但是，由于潘帕斯草原屬于亞熱帶濕潤性氣候、地面發育有茂盛植被，且地勢平坦、地面排水不暢。大量植物殘骸雖然無法依靠寒冷來積累和緩慢分解，但可以通過淹沒在地面滞水中緩慢積累而形成大量腐殖質，導緻這裡同樣出現了腐殖質大量積累的狀況，土壤中有機質的含量同樣達到了很高的水平，因此将這裡的土壤也視為黑土，并将其稱為紅化黑土。與黑土相比，紅化黑土沒有經曆冬季積累腐殖質的過程，因此成土速度更快，但相應的其腐殖質含量略低，其肥力不及黑土，但仍然是極其肥沃的土壤。且由于其所處緯度較黑土更低，氣候更為溫暖，因此開發起來更容易。由于與三大黑土區的形成機制和成分及特征的不同，某些資料中仍然不承認該地的土壤屬于黑土。
除以上四片地區外，黑土及黑土的類似土壤在世界其餘地區有零星分布。
水土流失
由于黑土地土地肥沃，這三大塊黑土區均為所在國家的重要的農業産品基地，因此，三大黑土區的墾殖指數均比較高。在各黑土區的開發墾殖過程中，都曾發生過嚴重的水土流失問題，如美國、烏克蘭等地發生的"黑風暴"等。
中國東北黑土區在近百年的大面積開發墾殖過程中，亦發生了嚴重的水土流失問題，主要表現在大面積坡耕地的黑土層流失和水土流失中形成的侵蝕溝。這些水土流失問題帶來的不僅是黑土資源的流失問題，同時，也帶來了嚴重的環境生态問題，甚至社會問題，如農牧民賴以生存的土地資源和收入問題。嚴重的水土流失正使中國肥沃的東北黑土地變得又“薄”又“黃”，專家警告說，如果再不抓緊防治，“黑土地”也許将成為書本上的一個曆史名詞。
據調查，黑土區平均每年流失0．3－1．0cm厚的黑土表層，土壤有機質每年以1/1000的速度遞減，由于多年嚴重水土流失，黑土區原本較厚的黑土層現在隻剩下20－30cm，有的地方甚至已露出黃土母質，基本喪失了生産能力。據測算，黑土地現有的部分耕地再經過40－50年的流失，黑土層将全部流失。
由于自然因素制約和人為活動破壞，東北黑土區水土流失日益嚴重，生态環境日趨惡化。現在，東北典型黑土區有水土流失面積4．47萬平方公裡，約占典型黑土區總面積的26.3%。
每生成一厘米黑土需要200年到400年時間，而現在黑土層卻在以每年近1厘米的速度流失，每年流失掉的黑土總量達一到兩億立方米，光是跑掉的氮、磷、鉀養份就相當于數百萬噸化肥。土壤中有機物質含量比開墾前下降近三分之二，闆結和鹽堿化現象嚴重。黑土的流失與黃土不同，黃土隻是把土層流薄了，但還能長莊稼；而黑土一旦流失光，将寸草不生。
拯救方案
黑土層在變薄，30年少了9厘米長期以來，黑龍江省都對黑土地的質量進行着監測，并進行了耕地質量總體狀況的分析。
20世紀80年代以來，黑龍江省糧食總産持續增長，主要靠的是擴大耕地面積、選用良種、密植、農業增産技術和大量使用化肥、農藥。
1982年二普時，黑龍江省鹽堿耕地面積為23.33萬公頃，涉及17個市縣，目前已發展到56.67萬公頃，增長近兩倍。同時，由于化肥投入量逐年加大，農肥投入逐年減少，以及除草劑的普及應用等，導緻土壤闆結硬化程度逐年加劇。
2015年，“耕地質量”問題已列入黑龍江省2015年立法計劃，《黑龍江省耕地質量條例》初稿已完成。由于保護力度不夠，原來幾十厘米厚的耕地層僅剩十幾厘米。
黑土地變鹽堿地，30年增加近兩倍黑
2015年最新監測結果顯示：土壤次生鹽漬化加重，全省水土流失耕地面積達460萬公頃，占全省耕地的三分之一。目前，全省耕層厚度為19.7厘米，與1982年的第二次土壤普查時的28.8厘米相比下降了9.1厘米。
同時，我省土壤養分變化大，比例失衡，土壤有機質含量降低迅速。據定點監測數據顯示，目前全省耕地土壤有機質平均含量為2.68%，而二普時含量是4.32%。其中，耕層土壤全氮含量平均為1.84g/kg，而二普時為2.15g/kg。同時，耕層有效鉀含量也急速下降，土壤貧鉀問題日益突出。
保護政策
2015年，為了拯救這塊寶貴的黑土地，水利部松遼委曾主持編制了《黑土區1999－2050年水土保持生态環境建設規劃》、《松花江流域中上遊水土保持生态環境建設項目建議書》和《遼河流域中上遊水土保持生态環境建設項目建議書》，并由東北四省區政府聯合上報國務院。引起了國務院有關部門的高度重視。
建設項目占用耕地，要妥善安置黑土層
在制定《黑龍江省耕地質量條例》初稿的過程中，專家、學者等首次提出要保護“耕地質量”。明确規定：經批準的建設項目占用耕地時，建設單位應當剝離耕作層土壤，按照國土資源行政部門指定地點存放，用于新開墾耕地、劣質耕地或者其他耕地的土壤改良。
建設項目施工時，應當避免損壞周邊耕地的耕作層；無法避免的，建設單位應當進行修複或者依法賠償。
2022年1月4日，《中共中央、國務院關于做好2022年全面推進鄉村振興重點工作的意見》中提出：全面完成高标準農田建設階段性任務。深入推進國家黑土地保護工程。實施黑土地保護性耕作8000萬畝。
2022年3月8日消息，全國人大常委會工作報告介紹，2021年加快生态文明領域立法，經過深入調研論證，拟訂黑土地保護法草案并進行初次審議，用法律手段保護黑土地這一“耕地中的大熊貓”。報告還顯示，2022年将制定黑土地保護法。
2022年6月24日，第十三屆全國人民代表大會常務委員會第三十五次會議通過《中華人民共和國黑土地保護法》。
處罰措施
黑土地上直接開發，每平方米最高罰30元。
黑龍江省農業部門在對轄區耕地質量進行動态監測的同時，每年底發布耕地質量監測報告，每五年組織開展一次全省耕地質量詳查，評價耕地質量等級，建立耕地質量檔案。
《條例》規定，對違反規定，使用國家明令禁止使用和危害耕地質量、農産品質量安全的殺蟲劑、除草劑等農藥産品的，由縣級以上地方人民政府農業行政主管部門沒收所有産品，并處以每畝使用面積三千元以上一萬元以下罰款。
涉及耕地質量建設的項目建設單位、耕地占用單位或者個人，未剝離應當剝離的耕作層土壤的，由縣級以上地方政府農業部門責令改正，并處以每平方米十元以上三十元以下罰款。
