黑土分佈於四季分明的北溫帶。黑土區氣候條件比較溼潤，年降雨量一般為500-800毫米上下，大多集中於暖季，佔全年降水量的90%左右，其中以7、8、9三個月份最為集中，佔全年降水量的一半以上。暖季熱量資源豐富，雨熱同期，有利於植物生長。黑土區冬季嚴寒少雪，土壤凍結深，延續時間長，季節性凍層特別明顯。黑土的成土母質主要有三種：第三紀砂礫、粘土層；第四紀更新世砂礫、粘土層和第四紀全新世砂礫、粘土層。黑土區的地下水一般比較深，大多在5-20米，最深可達30米。黑土水分來源為大氣降水，水分迴圈方式為大氣—土壤，土壤水分遷移一般在1米土層以內。黑土的自然植被為草原化草甸植物，當地稱之為“五花草塘”，以雜類草群落為主。暖季熱量充沛、土壤水分較好，植物生長繁茂，地上莖中及地下根系累積量都很大。到了漫長的冬季，土壤微生物活動很弱，大量枯枝落葉和植物殘體難以迅速腐化分解，歷經千百年形成了厚厚的腐殖質層，也就是肥沃的黑土地。

有利於黑土形成的自然原因有氣候及植被。

1、降水量較大、年平均氣溫又相對較低，植被豐富。

2、黑土形成在降水量較多的寒溫帶，原因在於該地帶由於降水量較大，有利於植被在生長，每到冬季植被大量落葉，由於氣候相對較冷（或者高溫季節較短），微生物活動相對較弱，每天都無法充分分解這些落葉，日積月累就形成黑土。

3、熱帶雨林地區雖然植被豐富，但由於氣溫高，非常有利於微生物生長活動，因此每年產生的落葉幾乎全部被分解掉，無法形成黑土。