中国北方的气候向以恶劣著称，那里冬天冰封，夏天酷热，春天又经常扬起沙暴。黄土高原的年平均降雨量在250～500毫米之间(比10～20英寸稍微少一点)。低地平原的年平均降雨量是400～750毫米，只有在再沉积黄土地区的南部和东部边缘才有年750毫米的降雨量。如果把10～20英寸的年降雨量在四个季节平均分配，那么只能满足一般旱地农业的最低需要。但是在黄土地区，降雨量大部分集中在夏季，这时候的气温和蒸发速度都非常高。雨量集中在夏季，对某些抗旱作物是有利的，例如谷子，但也给其他类型的农业带来了很大困难，至少在史前时代是如此。另外，因为中国北方大部分地区处于暖气候季节风和冷气候旋风暴这两个主要造雨构造的边缘，所以，黄土地区是一个半干旱地区。

在过去的几十年里，关于中国北方的原始气候有相当多的争论。根据对于中国黄土高原多方面的科学调查。对这个问题最新的看法是，尽管在整个更新世内，气候在非常干旱期和相对湿润期之间变化，但是长期的气候变化趋势，一直是周期性的， 而且可能越来越干燥（113）（47）。

在这种干旱条件下形成的黄土的性质十分明确地反映在土壤的物理和化学特征上。如所周知，气候潮湿地区的土壤易风化、滤水性强、呈酸性；而干旱地区的土壤则不易风化、滤水性差、呈碱性。中国黄土高原的黄土风化程度微乎其微，保持着大部分主要的原始矿物成分以及几乎不变的碱性。通过同欧洲几个国家的黄土仔细比较，中国地质学家的结论是，中国黄土形成的气候条件要比欧洲普遍情况更为干旱（47）。

为了研究更新世期间中国北方气候的改变，中国地质学家近些年来把注意力更多地放到了埋在厚厚的黄土沉积层中的各种红土层上。这种红土层具有相当重要的科学意义，因为只有在不正常温暖和潮湿的气候条件下，黄土才有可能风化为红土。但是对山西省离石县黄土剖面的各种红土标本的系统分析表明，这些红土层的P H值在7．5～8．8之间（46)。也就是说，这些埋在下面的红土壤仍然呈中性或者比较强的碱性。更有说明意义的是埋藏在山西午城黄土剖面上部的红土层内发现的花粉构成。这一特殊的土层位于距地面10．6～12．9米之间，这土层应表明在较近的地质年代里存在着一个“湿润的”从属时期。在这个土层内发现的47粒花粉中，只有4粒是树木的（Abies一粒，Pinus三粒）；其余43粒全被认为属于蒿属植物(Artemisia)(45)。这类植物是干旱、半干旱环境一个最好的植物学证明。因此，在讨论中国北方的原始气候时，“多雨”一词必须谨慎而且只能在相对意义上使用。

与中国北方的原始环境相关的所有科学因素中，最令人疑惑的是动物群的遗存。其内容一应俱全。从原产于冻土带和北极附近的长毛犀牛 (Coelodonta antiquitatis) 和猛犸(Mammuthus Primiqenius)到产于热带的大象(Eelephas maximas)和犀牛(Rhino- ceros sp)。今天有些学者仍想以象和犀牛的遗存为证来说明中国北方的原始环境必然一度处于温湿时期。这种说法很难成立，因为此地同样也有长毛犀牛和猛犸的遗存发现， 而在一般情况下这些动物只应北极附近才有，另外还可以举出只有在沙漠或半沙漠地区才能见到的骆驼和驼鸟的遗存为例。此外，本世纪初在中国北方发现的许多大象和犀牛的化石，当时因为没有详细的地层报告，结果被错误地归之于不同的土层。最近对这些古生物学资料重做的系统验证表明，这些大象和犀牛的化石几乎全都来自湖床，这些湖床形成于土壤侵蚀期内，并且在上面普遍覆有不规则的黄土沉积层。一位主要的中国黄土高原的综合学者在全面研究了这些动物资料之后认为， 自更新世中期以来黄土地区的动物群一直是以啮齿类为主，特别是鼢鼠类(Myospalax sp)更清楚地表明了半干旱的草原环境(47)。