黑龙江省位于中国最东北部，中国国土的北端与东端均位于省境。因省境东北有黑龙江而得名，简称黑。

黑龙江东部和北部以乌苏里江黑龙江为界河与俄罗斯为邻，与俄罗斯的水陆边界长约3045公里；西接内蒙古自治区，南连吉林省。介于北纬43°26′~53°33′，东经121°11′~135°05′，南北长约1120公里，东西宽约930公里，面积47．3万平方公里。

黑龙江辖1个副省级市、1个较大的市、10个地级市、1个地区，以及64个市辖区、18个县级市、45个县、1个自治县。黑龙江西部属松嫩平原，东北部为三江平原，北部、东南部为山地，多处平原海拔50～200米。黑龙江是中国重工业基地，工业门类以机械、石油、煤炭、木材和食品工业为主，省会哈尔滨市。

黑龙江省有着悠久的历史。公元前4世纪至公元前3世纪，就有夫余政权建立，地跨今黑龙江省南部。

唐代设渤海都督府、黑水都督府、室韦都督府。辽时归东京道管辖。金时属上京道管辖。

元设开元路、水达达路。明设奴儿干都司。清设黑龙江将军和吉林将军，管辖黑龙江地区

黑龙江古时为肃慎地，汉朝时称为挹娄、夫余地。唐属忽汗州和瀚海都护府（唐朝诸侯国渤海国），辽金为东京、上京二道（路），元归辽阳行中书省和辽阳行省，元朝军队在此驻扎，明属女真奴儿干都司。

1652年，清廷派梅勒章京率兵驻守宁古塔（今海林市境内）地方，翌年升为昂邦章京。东北地区被划分为两大军事驻防区域。清1671年沿黑龙江岸筑城，名黑龙江城，清朝后期后改为黑龙江省。1683年12月，清廷决定，划出宁古塔将军（吉林将军）所辖之西北地区，增设镇守黑龙江等处地方将军，简称黑龙江将军，管辖黑龙江将军辖区。

1691年建齐齐哈尔城，1699年黑龙江衙门由墨尔根迁到齐齐哈尔，从此，齐齐哈尔成为黑龙江的首府，是黑龙江近300年来的政治、经济、文化、军事中心。形成盛京、吉林、黑龙江三将军共同守卫东北。这是黑龙江成一个军事、行政区域并以“黑龙江”命名的开端。

1858年和1860年，沙俄通过不平等的《中俄瑷珲和约》和《中俄北京条约》，强行割占了黑龙江以北，乌苏里江以东100多万平方公里的土地，使黑龙江省和吉林省的行政区域大为缩小。1862年（同治元年）开始，黑龙江将军辖区内取消副都统，相继设立道、府、厅、州、县等地方行政建置。1900年江东六十四屯被沙皇俄罗斯武力占领。

1907年（光绪三十三年）4月，清廷对东北地区行政体制进行改革，从本来设置的将军改设巡抚，为一省之长。实行省、府、县三级体制。在省之下、府之上设立道以为监察区域。

1912年中华民国成立后，黑龙江省沿袭清代省、道、县三级体制，共辖龙江、绥兰、黑河3道，省会齐齐哈尔。后增设呼伦道，共为4道，21县，6设治局。当时为吉林省所辖而今在黑龙江省境内的有滨江、依兰2道，18县。
1917年俄国十月革命后，中国政府逐步收回中东路“附属地”的行政主权。1920年将该区域定为“东省特别区”。1922年东北当局设立东省特别区行政长官，以统一监督节制该区域内的军警、外交、司法各机关。
1924年5月，北京政府批准东省特别区独立于黑龙江、吉林两省区域之外，成为与省并列的特别行政区。
1930年黑龙江省辖42县，11设治局。当时隶属于吉林省今属黑龙江省的有22县。

东北沦陷时期，日伪政权实行省、县（市）二级体制。从1934年开始对东北地区实行“分而治之”的政策，省的数量增多，区域划小。伪满洲国覆亡前夕，东北地区划分为15省1特别市，其中在今黑龙江省内设有龙江、滨江、三江、黑河、北安、东安6省，下辖哈尔滨、齐齐哈尔、牡丹江、佳木斯、东安5市，74县，3旗。自1945年11月至1946年5月，在黑龙江省境内先后成立了5省1直辖市民主政府，即黑龙江、嫩江、合江、绥宁、松江5个省政府和哈尔滨市政府。