第四纪黄土是第四纪时期由于冰川的研磨作用及沙漠的风化、吹扬、磨蚀作用，产生了大量的粉沙级碎屑，通过风、流水、冰川等外力搬运、堆积作用，在干旱、半干旱草原气候带形成的一种富含钙质的棕黄色陆相堆积物。
黄土是干冷气候条件下的产物，由于第四纪时期气候冷暖变化，使黄土与棕红（黑）色古土壤层交替出现。古土壤的倾斜面代表了当时的古地面。黄土成因有风成说、水成说、风化成土说、残积说、冰成说等，以风成说占优势，并将黄土堆积期与冰期相对应，古土壤与间冰期相应。黄土孔隙度大，垂直节理明显，遇水易崩解，常造成滑坡、塌方、沉陷。农业利用不当还会引起水土流失。
中国第四纪黄土分布于中国北纬34～45°地区，主要堆积于海拔2000米以下各种地貌单元上。堆积区处于北半球中纬度沙漠—黄土带东南部干旱、半干旱区，呈东西向带状分布于西北、华北等地，以黄河中游最为集中（黄土高原），南界可抵长江下游两岸。堆积中心位于陕西省泾河与洛河流域中下游地区，最厚达180～200米。
据考察，兰州附近黄河最高阶地上黄土厚达300米左右。总面积38万平方公里，并构成世界最大、堆积最厚的黄土高原；此外黄土状沉积物的分布面积有25万多平方公里。堆积始于距今258万年前，现今沉积仍在进行。
根据沉积特征、古生物、古土壤、地球化学及绝对年龄测定等方面的研究，刘东生等将中国黄土划分为早更新世午城黄土、中更新世离石黄土及晚更新世马兰黄土。其粒度组成与矿物组合，在空间与时间分布上均有一定规律。颗粒以粉沙占优势，一般在50%以上，粘土占15～30%，细沙不到30%，>0.25毫米的颗粒极少。在黄河中游地区，从西北向东南有粗颗粒减少、细颗粒增加的趋势。矿物成分以石英为主，占50%以上，其次为云母、角闪石、长石等，风化程度很弱。化学成分以SiO2为主，占50%以上；其次为Al2O3、CaO；再次为Fe2O3、MgO、K2O、Na2O、FeO 、TiO2和MnO等。分布上，从西向东SiO2、Fe2O3、MnO的含量逐渐增加，FeO、CaO、K2O的含量逐渐减少。上述变化反映了中国黄土的风成特征。黄土剖面中出现的数层乃至十几层古土壤条带，是气候相对温和湿润、风力减弱、粉尘堆积停顿时的产物，代表了沉积间断。离石—午城黄土中的古土壤属于褐土型，形成于森林草原环境；马兰黄土中的古土壤属于黑垆土型，形成于草原环境，且发育较弱。黄土与古土壤的交替出现，反映了第四纪期间的干湿、冷暖变化，及晚更新世更显干冷的趋势。研究黄土与古土壤沉积序列有助于建立第四纪气候变化序列，并可与
深海沉积的同位素温度曲线相印证。