東北平原位於大小興安嶺和長白山之間，南北長約1000公里，東西寬約400公里，面積35萬平方公里，是中國最大的平原。東北平原可分為3個部分，東北部主要是由黑龍江,松花江和烏蘇里江沖積而成的三江平原；南部主要是由遼河沖積而成的遼河平原；中部則為松花江和嫩江沖積而成的松嫩平原。新中國成立後，大批轉業軍人,知識青年和幹部響應國家的號召，懷著保衛邊疆,建設邊疆的豪情壯志奔向”北大荒”，排幹沼澤，開墾荒原。
東北平原四周為山麓洪積沖積平原和臺地，海拔200米左右。北部臺地形狀保存較明顯，南部強烈侵蝕呈淺丘外貌。平原西南部風沙地貌發育，形成大面積沙丘覆蓋的沖積平原。平原東北端循松花江谷地與三江平原相通。東北平原土地肥沃，是全球僅有的三大黑土區域之一，東北四省(區)糧食產量佔中國總產的三分之一，是中國重要的糧食、大豆、畜牧業生產基地，也是中國重要的煤炭、鋼鐵、機械、能源、化工基地。
東北平原以開原一輝南線(相當於北緯43°)為界，北部地質上屬吉黑褶皺系松遼拗陷，南部屬中朝準地臺下遼河斷陷。中生代燕山運動伴隨兩側華夏向山地隆起，形成了華夏向沉降帶，奠定了現今地形的基本輪廓。第三紀後的新構造運動主要表現為具有明顯的繼承性和間歇性的地殼升降運動，將南北的構造體系連結起來，成為同一演化體系，平原繼續下沉，沉積了深厚的白堊系、第三系和第四系地層。
東北平原四周為山麓洪積沖積平原和臺地，海拔200米左右。北部臺地形狀保存較明顯，南部強烈侵蝕呈淺丘外貌。平原西南部風沙地貌發育，形成大面積沙丘覆蓋的沖積平原。平原東北端循松花江谷地與三江平原相通。遼河與松花江水系流經平原南北，兩大水系之間為松遼分水嶺。在地形上東北平原分為3部分:北部為松花江和嫩江及其支流沖積而成的松嫩平原;南部為遼河水系沖積而成的遼河平原;中部是松遼分水嶺。
東北平原土壤類型主要為暗棕壤、棕壤、白漿土、黑土、黑鈣土、草甸土、慄鈣土、鹽鹼土、潮土、水稻土、沼澤土、風沙土、褐土等，以草甸土、黑鈣土和黑土為主，黑土是區內重要土壤資源，分佈於小興安嶺南部的山前臺地和平原， 向南擴展分佈至長白山脈中段西坡，向北分佈至大興安嶺東北坡向的山前臺地和平原， 總面積610萬平方千米。
東北平原處於溫帶和暖溫帶範圍，位於東亞季風的最北端，屬於溫帶大陸性季風氣候，是中國溼潤的東部季風區和乾旱的內陸之間的過渡帶，夏季高溫多雨，冬季嚴寒乾燥，大陸性氣候由東向西漸強。四季分明，夏季溫熱多雨，冬季寒冷乾燥。7月均溫21~26℃，1月-24~-9℃。10℃以上積溫2200~3600℃，由南向北遞減。年降水量350~700毫米，由東南向西北遞減。
石油是東北平原最重要的礦產資源。平原北部因盆地抬升縮小，產生了巨厚的沉積物，為石油生成提供了有利條件。位於東北平原上的三大油田分別是大慶油田、吉林油田和遼河油田。除了有豐富的石油資源外，煤炭、黃金、石灰石、瑪瑙等礦產資源儲量可觀，品位居高。截至2008年，東北三省已探明儲量的礦種有84種，佔中國已探明礦種的64%，其中有近60種為大中型礦床。
東北平原林地分佈於山地和丘陵，耕地分佈於平原和臺地、丘陵、山地;草地分佈在丘陵、平原、山地和臺地。沙地， 即科爾沁沙地，鹽鹼荒地分佈於松嫩平原中部，溼地分佈於三江平原和沿河兩岸及其沖積的積水河灣。
東北平原是中國重點林區，有林地面積4393萬公頃，森林總蓄積量為37億立方米。東北林區木材品種齊全，林質優良，樹種類有100多種。全區有野生動物1000餘種。除飛龍、雕、天鵝、東北虎、鹿、紫貂等30餘種珍稀動物外，經濟價值較高的還有林蛙、花尾棒雞等。森林野生植物資源極為豐富，據不完全統計共有2400多種，可食用植物1000多種。東三省天然草原野生植物也比較豐富，已查明的野生經濟植物就有800餘種。
新中國建立後東北地區建立了大批的國營農場，大批退伍軍人挺進東北平原，開闢了新墾區，僅在黑龍江省就新開荒地7000多萬畝，相當原有耕地的50%以上，使東北地區成為中國最大的商品糧生產基地。經過一個世紀的開發，東北地區實現了從 "北大荒" 到 "北大倉" 的歷史鉅變。從1949 年到1990年，僅黑龍江省就開墾耕地596萬公頃，是建國初期的1倍多。
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