黑河流域上游土地面积约1.0×104km2，其中高山地面积占72%，河流台地占27%，绿洲丘陵占1%，该区地处高寒山地，植被生长缓慢；中游地区土地面积2.56×104km2，其中戈壁沙漠占31%，土质滩地占29%，绿洲占24%，低山丘陵占16%，该区光热资源丰富，人工绿洲发育；下游是流域生态环境最为脆弱的地区，现有土地面积8.04×104km2，主要为戈壁沙漠和剥蚀残山，面积占94%，其中近一半是沙漠化土地，绿洲仅占约5%。

黑河上游地处高寒山地，植被生长缓慢，水土流失面积约0.29×104km2，水土流失以水力侵蚀为主，兼有人为活动影响；中下游光热资源丰富，人工绿洲发育，水土流失面积约0.35×104km2，以水力侵蚀和风力侵蚀为主，兼有冻融侵蚀和工程侵蚀。截至2016年，全流域已治理水土流失面积0.14×104km2。(www.daowen.com)

根据2016年对洪水河、梨园河、黑河、山丹河共1330.5km河段水质目标实现结果，I～Ⅲ类水河段占目标实现河长的91.9%，Ⅳ类、Ⅴ类水河长占8.1%。其中黑河干流上游水质较好，汛期好于非汛期。中游由于受工业及城市生活废污水、农业退水的污染，水质较差；下游主要是盐类物质富集、氯化物、硫酸盐含量逐渐增大；支流山丹河水质污染严重，梨园河、洪水河、马营河水质较好。