本区位于太行山以西、青海湖以东、长城以南。秦岭以北，是一个大部分为深厚的黄土覆盖的丘陵和高原，除一些裸露的高山以外，基本上构成了连续的黄土盖层，水土流失严重；黄土高原处于中国东南季风湿润区向西北干旱区过渡地带，具明显的冬季寒冷、干燥的大陆性气候。本区的中药材种类相对较少，但产量较大，其中在国内有一定地位的有大黄、党参、九节菖蒲及连翘等。植物区系具显著的华北特征，如普遍分布有油松、白皮松、侧柏和文冠果等；林下灌木主要有胡枝子、忍冬、连翘、黄刺玫、胡颓子，野皂荚、山楂、荆条和小叶锦鸡儿等；林下草本有小唐松草、糙苏、兴安升麻、淫羊藿、玉竹、黄精等，此外还有黄芩、大火草、北柴胡、北苍术、酸枣、秦艽、款冬、九节菖蒲、地榆、白头翁、异叶败酱及南牡蒿等。根据地貌形成过程和自然特征差异，本区又可分为陇东盆地、陇东陕北高原、渭河地堑平原和山西高原。
以陇东陕北高原为例，长城沿线是内蒙古风沙草原向东延伸的部分，区内草原类型的植物生长在干旱多沙的环境中，沙地植物逐渐增多，且以耐旱、耐寒的干草原和沙生药用植物为主，分布有甘草、木贼麻黄、中麻黄、苦参、北柴胡、宁夏枸杞、银柴胡、款冬、远志、瓜子金、柽柳、猪毛蒿、蒙古黄芪、紫菀、扁茎黄芪、蒺藜、地肤、骆驼蒿、狼毒、沙枣、列当、天仙子及戈壁天冬等，在黄土高原沟壑区，药用植物集中分布在高原的绿岛上，主要有侧柏、扁核木、地榆、毛樱桃、仙鹤草、山杏、皂荚、山楂、冬葵、北马兜铃、棉团铁线莲、大黄、胡芦巴、苦参、沙棘、酸枣、枣、连翘、秦艽、淫羊藿、蝙蝠葛、桔梗、党参，北苍术、款冬、知母、半夏、地黄、甘遂、京大戟、忍冬、小唐松草、毛叶小檗、狗筋蔓、河朔蕘花、百蕊草、无梗五加、异叶败酱、黄刺玫、泡沙参、龙葵和射干等。
本区药用动物主要有麝，鹿、复齿鼯鼠、土鳖、刺猬、蜈蚣、斑蝥、虻虫、蜂和蝉等；矿物药材有龙骨、赭石、朴硝、阳起石、云母石、硫黄、石膏、白矾及芒硝等。
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