黑土地的形成與氣候、地質條件、植被以及時間密切相關，具體形成過程如下：
在夏季溫暖濕潤的氣候條件下，植被茂盛生長，為土壤提供了豐富的有機質來源。
冬季氣候嚴寒，微生物活動受到抑制，導致有機質分解緩慢，大量有機質堆積並轉化成腐殖質，在土體上部形成深厚的黑色腐殖質層。
隨著時間的推移，有機質逐年增多，腐殖質層也逐漸加厚。這是一個漫長的過程，需要經歷數百年的時間才能形成一厘米厚的腐殖質。黑土區的黑土層平均厚度在一米左右，最厚可達兩米，需要經歷數萬年的腐殖質的積累才能形成。
此外，也有研究表明，東北黑土地的土層大部分形成時間距今6.5萬年以內，很可能像黃土高原的成因一樣，是由強風從西部和北部的沙漠戈壁灘上搬運而來的。
總的來說，黑土地的形成是一個複雜且漫長的過程，是寒冷氣候條件下，地表植被死亡後經過長時間腐蝕形成腐殖質後演化而成的，以其有機質含量高、土壤肥沃、土質疏鬆、最適宜耕作而聞名於世，素有「穀物倉庫」之稱。