陕北黄土高原丘陵沟壑区是我国黄土高原的重要组成部分，它位于北纬35°20′30″～38°24′、东经107°41′～110°47′，北接长城沿线风沙滩地区，东隔黄河与山西相望，西连子午岭与甘肃省毗邻，南面大致以梁山、黄龙山为界与关中平原盆地区相接，包括榆林地区的清涧、绥德、子洲、米脂、吴堡、佳县和延安市的宝塔区、子长、延长、延川、安塞、志丹、吴旗、甘泉、洛川、富县、黄陵、宜川等19个县区，总面积43578平方公里，占全省总面积的22.2%。
本区地域广阔，地貌形态和自然条件南北差异明显，可进一步划分为西北部白于山南侧梁塬墹自然区、北部黄土梁峁丘陵沟壑自然区、中南部黄土塬梁沟壑区和南部土石低山自然区等4个亚区。
一、白于山南侧梁塬墹自然区
本自然区位于陕北黄土高原区西北部、白于山南侧，包括吴旗、志丹和安塞、子长县西北部，即清涧河、洛河、延河的上源地区。该区在地质上属陕北高原抬升中心之一，地势高亢，一般海拔1500～1800米，地表为厚层黄土及全新世洪积、坡积、冲积物所覆盖，中生代的沙页岩层很少出露，但沟谷大多数已切入基岩，河谷和墹地海拔1450～1600米，相对切割深度200～400米，地貌类型以长梁、墹地、沟壑、残塬为主。黄土梁在南部分布最广，而且长度大，梁面宽缓，主梁多呈西北东南向延展，构成洛河、延河等大河的分水岭，梁地断续延伸达100多公里。
本自然区的黄土梁大部分被辟为农田，植被破坏，水土流失严重。沟谷墹地一般土层深厚，有灌溉条件，为本区的主要农业用地。作物有谷子、荞麦、马铃薯、玉米、小麦等，一般为一年一熟，产量较低。畜牧业以养羊为主，志丹县的细毛羊是陕西优良品种，大家畜有驴、牛等。这里草灌草原广阔，历史上以牧业为主，是陕北重要的牧业基地之一。
本自然区除白于山南坡、河谷和梁坡地带有零星小片山杨林、白桦林、杜梨林及山杏林外，大面积的荒山荒坡以草本灌木占优势，间或散生一些山杨、山杏、杜梨等乔木。吴旗、子长北部有小片风沙侵入，生长一些沙柳等沙生植物。值得一提的是本自然区的山杏林分布较广，杏仁年产量达数万公斤，具有较好的开发利用前景，恢复、改造和发展山杏林，不仅可以取得一定经济效益，而且可以取得水土保持效益。为了防止水土流失，进一步发展经济，尽快实现脱贫致富目标，本自然区除发展山杏林、改造草场、种植甘草等药材外，应大力开展植树造林，绿化荒山荒坡，同时努力推广粮食作物优良品种，科学种田，提高单产，退耕坡地还林还牧。60～70年代以来本自然区在恢复植被方面已做了大量工作，并已取得显著成绩，如吴旗、志丹等县均已在荒山荒坡上营造了大片林木，其中吴旗县铁边城在荒山上营造的数百亩杜梨纯林生长良好，果实累累，成为荒山造林的典范。
二、黄土梁峁丘陵沟壑自然区
本区位于陕北黄土高原区北部，大致在甘泉—云岩河一线以北地区，包括延安地区的甘泉、延安、延长、延川和安塞、子长县的东南部，以及榆林地区的清涧、绥德、吴堡、米脂、佳县和子洲等县。一般海拔1000～1300米，梁峁起伏，沟壑发育，以小峁和短梁为主，千沟万壑，沟谷切割密度为每平方公里5～8公里，相对高差100～250米，梁峁坡度多为10°～25°，沟谷坡多达25°～45°，坡陡沟深，流水侵蚀和重力侵蚀普遍。目前除一些岛状山岭如崂山保留有次生梢林外，大部分荒山荒坡为稀树灌木草丛，植被覆盖率很低，而且大多数黄土梁峁的坡面都已辟为农田，水土流失严重。
本区农作物以小麦、玉米、高粱、谷糜为主，兼有薯类、豆类等。黄河沿岸的延长、延川有种植棉花的传统，作物以麦棉为主，兼有杂粮，崂山梢林区的河川地带如汾川河谷地的南泥湾等地有水稻分布。畜牧业以养羊、牛、驴为主，养猪也占重要地位。本区畜牧业生产历史悠久，基础较好，有进一步发展的潜力，应注意改造和发展现有草场，选育和引进优良畜种、草种，提高草场质量和畜牧业的生产效益。
植树造林，绿化荒山，是本区保持水土、改善生态环境的重要途径，当地群众历来就有在房前屋后、窑前坎边栽植树木的传统。新中国成立以来，在党和政府的领导下，植树造林取得了可喜的成绩，并创造了“小流域综合治理”、“封禁补植”等许多成功的经验，同时还因地制宜地发展经济林木，如吴堡、清涧等县的枣树，子长等县的桑园，延安等县的苹果，以及其他各县的核桃、杏、梨、板栗、文冠果等暖温带落叶果木等。
本区矿产资源丰富，吴旗、志丹、子长等县的石油、天然气储量丰富，现已开始进行大规模开采。
三、黄土塬梁沟壑自然区
本自然区位于陕北黄土高原区的南部和中南部，大致包括洛川、黄陵、富县、宜川等县，海拔一般在1200米以下，局部可达1400米，地貌以黄土塬和残塬为主，间有黄土梁分布，黄土塬是保存较好的黄土高原面，其塬面地势平坦，坡度一般在5°以下，土层深厚，适于农耕，同时本区无霜期较长，降水较多，水热条件尚好，作物可两年三熟。因而本自然区是陕北主要的农作区，农作物以小麦、玉米、油菜为主，兼有糜、豆、棉花、麻类等。小麦播种面积约占总播种面积的50%左右，产量较高而稳定。油菜是70年代发展起来的，目前在本自然区种植较广。在本区较大的河流沿岸还有稻田分布，如葫芦河、牛武川、汾川河沿岸等。近年来本区开始发展烤烟种植，由于气候条件适宜，质量、产量均较高，具有较好的发展前景。
本区塬边、梁坡和沟壑的重力侵蚀和流水侵蚀较严重，为防止沟壑溯源侵蚀，固坡保塬，在塬边坡和沟谷中营造人工林，开展小流域和沟坡综合治理，已取得一定成效。同时结合沟坡治理和荒坡绿化大力发展经济林，如洛川县的苹果和其他县的核桃、梨等水果均发展较快。另外，为了防止寒潮和干热风对农作物的侵袭，塬面农作区亦应适当营造农田防护林，并逐步实现林网化。
四、子午岭—黄龙山自然区
本自然区大致呈半环状分布在陕北黄土高原区西南部和东南部，包括黄陵县的西部、黄龙县和宜川县的南部，以土石低山为主，海拔一般1200～1600米，以西部子午岭主脊海拔最高，达1687米。其中子午岭作西北东南向屏列于西南偶，除南部有基岩裸露的山梁外，主要是黄土覆盖的低山丘陵，与东面洛川塬的相对高差约300～500米。黄龙山呈东北西南向屹立于东南偶，以石质山地为主，海拔1400米以上的山梁上几乎不见黄土，发源于山地的河流呈放射状分别注入黄河和洛河。海拔1400米以下的山坡上有小片状薄层黄土覆盖。
本自然区的大多山岭上保留有相当数量的次生梢林、松栎林和草灌，构成黄土高原上的“绿岛”，也是陕北黄土高原区的林业基地。区内有桥山林区和黄龙山林区。桥山林区均为天然次生林，主要林区在黄陵县，共有林地240多万亩，占全县总面积的67.4%。黄龙山林区主要在黄龙县，总面积400多万亩，占黄龙县面积的70.7%。
本自然区有耕地面积80万亩，种植玉米、小麦、水稻、糜谷、荞麦等作物，由于地阴温低，均为一年一熟，产量也较低。区内有大面积草灌、草坡，有发展畜牧业的条件，牲畜以牛、驴、羊、猪等为主。
本区矿产资源丰富，主要有煤、石灰岩、油页岩等，子午岭南部黄陵境内的店头煤矿和黄龙山东南和南侧的煤矿储量均很丰富，并已进行开采。
