地表形態的巨大變化直接改變了大氣環流的格局。在此之前，中國大陸東面是太平洋，北面是西伯利亞，南面是喜馬拉雅山，分別被淺海占據，西面的地中海當時也延伸到了亞洲中部很遠的地方，所以平坦的中國大陸大部分都能從海洋中獲得充足的濕潤空氣，氣候溫暖濕潤。我國西北和中亞內陸多為亞熱帶地區，沒有大面積的沙漠和戈壁。
然而，東西向的喜馬拉雅山脈阻擋了印度洋的暖濕氣團向北移動。隨著時間的推移，中國的西北地區越來越幹旱，逐漸形成了大面積的沙漠和戈壁。這是黃土高原上堆積的灰塵的發源地。巨大的青藏高原正好矗立在北半球的西風帶，240萬年來高度壹直在增加。青藏高原的寬度約占西風帶的三分之壹，將西風帶的表層分為南北兩支。南支沿喜馬拉雅山南側向東流，北支從青藏高原東北邊緣向東流。這種高空氣流常年存在於海拔3500-7000米，成為攜帶沙塵的主要動力。同時，由於青藏高原的隆升，東亞季風也得到了加強。從西北向東南吹的冬季風，加上西風急流，在中國北方形成了黃土高原。
在中國西北和中亞內陸的沙漠和戈壁，由於溫度的劇烈變化，這裏的巖石比其他地方更快地解體成為碎片。地質學家根據其直徑將其分為礫石(大於2毫米)、砂(2-0.05毫米)、粉砂(0.05-0.005毫米)、粘土(小於0.005毫米)。粘土和泥沙顆粒可被帶到3500米以上的高空，進入西風帶，被西風急流輸送到東南方向，逐漸下落，直至黃河中下遊。
兩三百萬年來，亞洲這部分地區從西北向東南運沙的過程從未停止過。大量落沙的區域正是黃土高原所在的地方，甚至華北的很多山比如五臺山、太行山的山頂都有黃土堆積。當然，包括黃河在內的中國北方幾條大河和無數山谷的沖刷作用，與黃土的堆積正好相反。否則黃土高原不會這樣，厚度不會超過409.93米。太行山以東的華北平原也是沙的沈降區，但它是沈降區，同時又發育了許多河流，所以落下的沙要麽被河流沖走，要麽被河流帶來的泥沙掩埋。
中國古籍中關於“雨土”、“雨黃土”、“雨黃沙”、“雨霾”的記載有數百種。“雨土”最早的記載可以追溯到公元前1150年:天空黃而多霧，沙子像雨壹樣從天而降。這裏記錄的其實是沙塵暴。
多雨土壤的位置主要在黃土高原及其附近。古人把這種事情視為壹種奇特的災變現象，認為這是“天人合壹”的征兆。晉代張華編的《博物誌》中記載:“夏傑之時，深谷長夜宮，男女雜處，十日不出門聽政。那是壹個刮風的日子，壹夜之間填滿了這個空谷。”
在1966-1999期間，中國有60次持續兩天以上的沙塵暴。中科院劉東生院士認為，黃土高原應該算是沙塵暴的實驗室，這裏積累了幾百萬年來沙塵暴的記錄。來自西北沙漠和戈壁的沙塵暴漫天撒落，每年都會在黃土高原留下薄薄的壹層黃土。