Profil glebowy przeważnie składa się z następującej sekwencji poziomów glebowych: O-A-Ck, O-AC-Cg lub Ap-Ck-Cg, gdzie O-poziom organiczny, A-poziom próchniczny, Ck-skała macierzysta zawierająca węglany, Cg-skała macierzysta oglejona. Poziomem diagnostycznym jest głęboki poziom mollic lub rzadziej umbric (często przekraczający 40 cm) zawierający od 2 do 6% próchnicy, o trwałej, gruzełkowatej strukturze. Wynika ona z obecności jonów wapnia oraz trwałych połączeń organiczno-mineralnych. Odczyn w całym profilu jest obojętny lub zasadowy.
Czarne ziemie występują na obszarach płaskich obniżeń, często na obszarze moreny dennej, obszarach pojeziernych, starych aluwiach, obrzeżeniach torfowisk i deluwiach. W Polsce takiego pochodzenia są czarne ziemie kętrzyńskie i gniewskie. Ich rozwój związany jest z obecnością roślinności łąkowo-zaroślowej lub darniowo-leśnej. Generalnie naturalną roślinnością porastającą czarne ziemie były łęgi wiązowo-jesionowe i jesionowo-olszowe z bogatym runem trawiasto-zielnym. Aktualnie większość z nich jest odwodniona i zajęta pod uprawy rolnicze. Kiedyś uważano je za gleby pobagienne, pogląd ten obecnie jest uznawany za błędny.