一、板块俯冲：首先要确定的是在地球表面覆盖有平均约0.5米厚的土壤。地球有46亿年的历史，演化到3000万年古近纪的时候，印度板块向亚欧板块碰撞俯冲，导致青藏高原隆升到海拔4000米以上。喜马拉雅山也是此时形成的。从西北西伯利亚、新疆刮风带来的土壤颗粒受到高海拔青藏高原的阻挡，转向黄河中上游地区。长此以往，风力减弱，一部分土壤颗粒沉积下来形成黄土。现在新疆，内蒙古西部有许多戈壁滩，那是土壤细颗粒被风吹走粗颗粒留下导致的。
二、青藏高原隆升：青藏高原隆升的第二个后果是阻挡了印度洋热带季风向北流动，也阻止了印度洋暖湿气流的北进，从而影响了土壤颗粒的干湿度。印度的乞拉朋奇是世界雨极，年降水量2万毫米以上。正是喜马拉雅山阻挡暖湿气流，气流抬升遇冷凝结降雨导致的地形雨。如果这些暖湿气流来到中国，那么黄土高原肯定不会形成。
三、黄土高原抬升：以东西向展布白于山和南北向展布子午岭两条近于直交的“T”形山系为界，将高原分为北部沙漠高原和南西部陇东黄土高原和南东部陕北黄土高原。距今300万年的第四纪，黄土高原所在的华北板块也发生了隆升。抬升高原形成夷平面更容易受到风化、剥蚀作用的影响。鄂尔多斯盆地主体继续整体抬升，抬升速率以白于山为最，形成白于山南北西侧完全不同的沉积系统。北部以剥蚀波状高原和大面积风沙堆积景观为特征，而南部普遍接受了厚层的黄土堆积。中、晚更新世河流的侵蚀作用加强，由于抬升强度的不同，遂形成现今自北而南的黄土峁、黄土梁、黄土塬和沟壑组合而成的黄土高原地貌景观。
四、外动力地质作用：前面三个方面都是内动力地质作用，事实上，黄土高原的形成还有外动力地质作用。主要是河流的剥蚀作用、风化作用和搬运作用。黄土高原分布有无定河、黄河、窟野河、洛河、佳芦河等众多河流，黄土土质疏松，植被稀少，降雨积小流成河流，不断冲刷黄土。长此以往，造成了黄土高原千沟万壑，地形破碎，起伏不平的景象。
所以，黄土高原的形成主要是内外动力两个方面地质作用导致的。前者主要是构造抬升，后者是风化作用，剥蚀作用，搬运作用。