在我国北方陕西、山西、甘肃、宁夏和河南等地，窑洞建筑是黄土高原地区独特而又古老的居住模式。有着数千年的历史。窑洞建筑是由原始穴居中的横穴发展演变而来的。我国北方的气候干燥，黄土高原细密的黄土方便采挖，具有取材方便、施工简单、造价低廉、保温隔热、防火隔音、冬暖夏凉等优点。陕北窑洞起源最早，历史悠长，比如米脂窑洞古城和被誉为窑洞四合院的常氏庄园等，

窑洞一般是修在朝南向阳，背靠山，少有树木遮挡的地方。一院窑洞一般修3孔或5孔，中窑为正窑，有的分前后窑，从外面看4孔要各开门户， 走到里面可以发现，它们有小门互通。顶部呈半圆形，这样窑洞会空间增大。窑壁一般用石灰涂抹得白晃晃的，干净亮堂。窑洞内的一侧有锅和灶台，在炕的一头都连着灶台，灶火的烟道通过炕底，冬天炕上很暖和。陕北窑洞的窗户很讲究，有天窗、斜窗、炕窗、门窗等部分。根据窗户的格局，用剪纸作为装饰，布置的美观又得体。

由于自然环境和地方风土的影响，窑洞的形式各种各样，从建筑结构形式上分为靠崖式、下沉式和独立式三种形式。靠崖式是在自然形成的山崖或者沟壑，根据山坡的大小、山崖的高低、沟谷的深浅呈一层排开 ,或层层后退呈台阶布置。这种窑洞只能平列,不能围聚成院。在向阳的山崖一边寻找开阔的场地作为窑洞的入口，再横向往山体内挖凿窑洞，具有优美的曲线形式，和所处的环境浑然一体，外观有和谐美观的建筑艺术效果。在黄土层较为深厚的壁崖上，可以挖出上下多层窑洞，如陕北的姜式庄园。

下沉式窑洞主要在没有山坡、沟壁可利用的地区，是在空旷平坦的地势向下采挖，再向四面开凿，形成四壁围合的下沉院,然后再向四壁挖窑，坑院各面,朝向有主次之分,犹如地面四合院。院内陆面排水院中掘渗井，有低下冲沟可利用,挖掘地沟至排水沟，“进村不见房，闻声不见人，院落地下藏，窑洞土中生”是对下沉式窑洞建筑的形像描摹。

独立式窑洞是在没有山崖的平坦地势平地起窑，与楼房的修砌原理类似，是一种掩土式拱形房屋，有土墼土坯拱窑洞，也有砖拱石拱窑洞，就是独立式窑洞，独立式窑洞的顶部覆盖有厚厚的黄土，上面可以经过行人和马车，也可以当作晒场晾晒庄稼。独立式窑洞可以修建成楼，在上面继续修建窑洞，称为窑上窑，根据不同的地形地貌，因地制宜地进行建造。

窑洞建筑的室内环境之所以冬暖夏凉，夏季和冬季温差不大，特殊地理环境、建筑材料和建筑特点共同形成了窑洞冬暖夏凉、保温隔热的生态优势。

黄土高原属于半干旱大陆性季风气候区，常年少雨，气候干燥，导致黄土坚硬，不易传热，窑洞的屋顶和墙壁不能从大气中吸收热量，也不能向大气中散发热量，室内温差较小。黄土以石英构成的粉砂为主要成分,颗粒较细,土质粘度较高,凝聚力较强,具有良好的整体性、稳定性。黄土生成的历史越久远,堆积越深,土质越密实,强度就越高。窑洞都有着厚厚的“屋顶”，覆盖着深厚的黄土，黄土不易传热的特性，保证了窑洞内部空间的保温隔热。窑洞与外部环境接触的只有窑洞口，保证了窑洞内部热量不会大量流失。

窑洞是利用黄土建立的住宅，作为一种古老的民居，对于黄土高原的地形地貌，先辈们选择了合适的居住形式，窑洞是中国传统建筑文化的瑰宝，“没有建筑师的建筑”是世界建筑学家对窑洞的赞誉。