Черноземные почвы формируются в лесостепной (оподзоленные, выщелоченные, типичные) и степной (обыкновенные и южные) зонах под травянистыми формациями при периодически промывном и непромывном водном режиме на породах, содержащих карбонаты. Они занимают обширные пространства в европейской части России от южной окраины Московской области на севере до Краснодара и Кубани на юге и от западных окраин Курской и Белгородской областей на западе до Новосибирска на востоке и далее, отдельными массивами, до Красноярска и к востоку от Улан-Удэ в межгорных котловинах Забайкалья.
Климат. Черноземы формируются в условиях суббореального полувлажного (семигумидного) климата с хорошо выраженной сезонной контрастностью. Климатические условия в пределах зоны распространения черноземов закономерно изменяются с севера на юг и с запада на восток (табл. 28.1). При движении с севера на юг снижается количество осадков, увеличивается сумма активных температур и испаряемость; в результате КУ снижается от 1,1 на севере лесостепной зоны до 0,45-0,50 на юге степной. Это обусловливает периодически промывной тип водного режима почв в лесостепной зоне и непромывной — в степной.

С запада на восток уменьшается количество тепла, нарастает континентальность климата, снижается количество осадков и продолжительность вегетационного периода.
Растительность. В пределах распространения черноземов Л.Е. Родин и Н.И. Базилевич выделили остепненные луга с черноземами оподзоленными и выщелоченными, луговые степи с черноземами типичными, умеренно-засушливые разнотравно-типчаково-ковыльные степи с черноземами обыкновенными и засушливые типчаково-ковыльные степи с черноземами южными.
В лесостепной зоне черноземы сформировались под луговыми степями, которые представляли ковыли, типчаки, степные овсы, степная тимофеевка, мятлик, желтая люцерна, костер и др. В.В. Алехин отмечал 77 видов трав и до 1939 экземпляров растений на 1 кв. метре. На некоторых участках степи количество степного войлока составляет 4-8 т/га. Ежегодный опад луговых степей может достигать 20 т/га, около 50% общей биомассы. При этом более 50-60% опада поступает непосредственно в почву в виде корней. В составе опада много зольных элементов (до 700 кг) и азота (до 150 кг/га).
Количество ежегодного опада в типчаково-ковыльных фитоценозах степной зоны снижается до 8-10 т/га. В связи с недостатком влаги соответственно снижается емкость биологического круговорота. Основные площади черноземных почв распаханы, собственная растительность сохранилась лишь в балках и заповедниках.
Рельеф и почвообразующие породы. В лесостепной части возвышенностей (Среднерусской, Приволжской) рельеф эрозионный, густо расчленен овражно-балочной сетью. В степной зоне преобладают аккумулятивные равнины. Западно-Сибирская низменность — это плоская озерно-аллювиальная равнина с комплексом террас вдоль Оби и ее крупных притоков. Низкая дренированность территории обусловливает формирование заболоченных и засоленных почв. В Средней и Восточной Сибири рельеф представлен предгорными равнинами, плато и межгорными котловинами.
Почвообразующие породы на большей части территории представлены лессами и лессовидными суглинками разного гранулометрического состава — от легких до тяжелых суглинков. Встречаются третичные глины (Поволжье, Заволжье) и элювий гранитов, песчаников, мергелей (Восточная Сибирь).
Главная особенность почвообразующих пород — наличие в них карбонатов кальция. В Западной Сибири и в Южно-Русской провинции встречаются засоленные почвообразующие породы.