陆地水资源源于大气降水,组成包括3部分:地表水、地下水和土壤水。对地处半干旱、半湿润地区的黄土高原雨养农业区来说,只考虑地表水和地下水,而忽略土壤水是不完整的。黄土高原深厚的黄土覆盖为降水资源转化为土壤水分创造了得天独厚的条件,研究黄土高原土壤水分的变化对有效利用水资源和生态保护有重要意义。在地表、大气和土壤之间存在不断的水分交换,土壤水分对气候变化起着非常重要的作用,它通过地表蒸发和植物蒸腾作用影响气候;同时,气候变化也直接引起土壤水分的变化。土壤水分测试仪的测定研究发现，特别是地处内陆的黄土高原,陆地表面的蒸发对降水的贡献较大,而蒸发与土壤水分密切相关,特别是土壤水分对中小尺度天气过程能起到调节作用。

甘肃黄土高原土壤水分从西南向东北减少,中部有一条从北向南的干舌,干旱中心在陇中北部,六盘山东西两侧土壤缺水程度存在差异,东部略好一些,同纬度相差2%左右。黄土高原季节性土壤缺水区的土壤水分趋势明显,陇中区存在明显上升趋势,而陇东区有明显下降趋势,其它气候区趋势不显著。

土壤水分测试仪的 测定结果显示，不同气候区多年平均垂直剖面特征是:陇中北部和陇东北部土壤严重缺水区土壤水分稳定性很差,变差系数大,浅层土壤严重缺水主要出现在春季和 春末夏初,深层土壤也常年处于缺水状态;陇中和陇东季节性土壤缺水区主要缺水在5、6月份,深层土壤水分表现为陇东区相对较好,陇中区较差,而土壤水分低值区陇中区比陇东区深;土壤水分适宜区和湿润区无明显土壤缺水时段,750px以上耕作层土壤水分比较稳定,并向深层输送;土壤水分的相对低值区存在明显的季节变化,各气候区在时段和深度上有差异。