黃龍，境內群山綿亙，鋪青疊翠，縣以山而得名。黃龍地處陜北黃土高原丘陵溝壑區，居陜西省北段東部，延安市東南緣。全縣南北長69.754公里，東西寬67.195公里。總面積2752平方公里。東與韓城毗鄰，南同合陽、澄城、白水接壤，西臨洛川，北靠宜川。縣城設石堡鎮。全境呈芭蕉扇形。距省會西安223公里，東距韓城121公里，東南距合陽68公里、距澄城縣68公里，西南距白水縣73公里，西距洛川縣83公里，北距宜川縣85公里，距延安市246公里。黃龍縣境的地層為鄂爾多斯地臺，處陜北構造盆地的最南邊沿。褶皺、斷裂極不發育，為一向北傾斜、傾角1°—3°的平緩單斜。局部有較小的平緩褶皺，斷裂以斷距很小的正斷層為主，多集中在縣東南部。
地貌屬溝壑縱橫的黃土地貌類型，本縣屬這一類型的石質山地，呈北北東——南南西走向，海撥在1500米左右，黃龍山主峰大嶺海撥1783米，形成鄂爾多斯地臺上的一個隆起，為黃河左岸支流與北洛河右岸支流的分水嶺，是石堡川、居水、圪臺川等川的發源地。水系呈放射狀。以大嶺、關山、界頭梁、爛柯山為代表的11條大山梁，把全縣切割成7川5塬98條溝，山川相見，溝壑縱橫。地勢由主脊向東西兩側緩傾，大嶺至爛柯山為東西主脊，兩側向南北緩傾；佛爺嶺至界頭廟，亦為東西走向。整個地貌是一個塬、梁（嶺）、峁組成的溝間地和溝壑系統。溝谷交切，形成北部土質中低山區、西南部黃土殘塬區和東南部石質中低山區。屬季風型大陸性山地氣候，受地勢影響，南北東西氣候分布不均，差異較大。其氣候規律是四季明顯，干濕分明，冬季寒冷漫長，夏季較短。熱量條件充沛，光照充足，降水適中，災害性天氣較多。屬大陸型半濕潤季風氣候。冬季受蒙古冷高壓和極地變性大陸性氣團影響，天氣寒冷干燥，降水稀少。春季暖氣團勢力增強，氣溫回升較快，多大風出現，降水相對增多。夏季受蒙古氣旋和太平洋副熱帶海洋氣團影響，天氣溫暖多雨，降水集中，多陣性天氣產生，降水量居全年之冠。秋季冷暖空氣交替出現，秋初氣溫緩慢降低，多連陰雨天氣
由于地形原因，南北、東西溫度差異較大，年均氣溫為7.6—10.2℃。其中范家卓子鄉、白馬灘鎮最熱，崾先鄉最冷。最熱月平均氣溫為21.5℃，極端最高溫度為36.7℃；最冷月平均氣溫為-5.7℃，極端最低溫度為-23.7℃，年較差為27.2℃。無霜期126——186天，南北相差60天。年降水量600毫米左右，西北部降水多于東南部。災害性天氣主要有：霜凍、干旱、冰雹、連陰雨等。黃龍河流屬黃河流域，流域面積在100平方公里的河道10條，50——100平方公里的8條，10——50平方公里的65條，1——10平方公里的365條，總計1公里以上的河流、溝道1028條。主要山脈大嶺為最大分水嶺，構成東注黃河、西注洛河兩個區域性水系，主要河流16條，均為出境河。發源自黃龍山區的涺境內土壤共分為10個土類、19個亞類、48個土屬、121個土種。土壤總面積4125786畝，占全縣土地總面積的99%，是延安市土壤類型最豐富的一個縣。
黃龍土壤復雜多變，按規律表現有明顯的微地域性和地帶性。分布面積最廣的地帶性土壤是以褐土為主的林區土壤，占全縣土壤面積的62.9%。其次是以原黃墡土、黑壚土為主的黃土殘塬土壤，還有以淤土、黃墡土為主的川道土壤。總之，黃龍土壤比較肥沃，潛在生產力大。
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