この分類は、気候 による区分でよく用いられ、日本海側は脊梁山脈である奥羽山脈の西側にあるため、特に日本海側盆地（国道121号・国道13号・国道105号沿線）は冬の降雪量が多く、日本海沿岸（国道7号沿線）は風が強い地域である。一方、太平洋側は奥羽山脈の東側にあり、太平洋側盆地（国道4号沿線）は内陸性気候であるが降雪量は奥羽山脈西側ほど多くなく、太平洋沿岸（国道6号・国道45号沿線）は冬でも晴れが多くて雪がめったに降らない。夏の気候では、日本海沿岸はフェーン現象のために晴天で気温が上昇し易いが、太平洋沿岸はやませの影響で気温が低い年がある。

また、海流の面で、太平洋側は親潮と黒潮、日本海側は対馬海流（とリマン海流）の影響を受けるため、海運 の面でも「太平洋側」と「日本海側」に区分する。前近代においては、太平洋岸は波が荒く、航海が危険であるため、日本海側と比較して海運は活発ではなかった。現在は、動力を積んだ大型船の時代であり、また、太平洋ベルトに近い利点から、太平洋側の海運が活発である。
陸奥国と出羽国

「内陸国」と「沿岸国」

陸奥国の国府が仙台平野の多賀城に置かれ、出羽国の国府が庄内平野の酒田に置かれた事で解るように、陸奥は「内陸国」の、出羽は「沿岸国」の傾向が見られる。

陸奥国（盆地、太平洋沿岸）は、沿岸平野がいわき市周辺（特徴的海岸：四倉）、相馬市周辺（特徴的海岸：松川浦）、仙台平野（特徴的海岸：松島）、八戸市周辺（特徴的海岸：蕪島）と乏しく、波も荒く海流も強いため、陸上交通による関東地方との関わりが深い「内陸国」であった（→みちのく）。

一方、出羽国（日本海沿岸）は、沿岸に庄内平野、秋田平野、能代平野、津軽平野と、内陸部につながる沿岸平野がほぼ均等な間隔で存在し、北前船に代表されるように、古代から明治時代まで、海運による近畿地方との関わりが深い「沿岸国」であった（→越後国の先にある地域）。

江戸時代には、おおむね日本海沿岸の地域は銀遣い、太平洋沿岸の地域は金遣いであり、その境界線はおおよそ下北半島の東岸であった。

分割

戊辰戦争終結の直後、明治元年旧暦12月7日（1869年1月19日）に、陸奥国は分割され、陸奥国 (1869-)・陸中国・陸前国・岩代国・磐城国が設置され、同じく出羽国も羽前国・羽後国に分割された。羽前と羽後の総称として「両羽」、陸奥・陸中・陸前の総称として「三陸」という地域名が使われることもある。
北東北と南東北

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東北地方は、主要都市の間に東北新幹線・山形新幹線・秋田新幹線が通っている。また、東北地方内陸を南北に貫く東北自動車道の他、太平洋側と日本海側を結ぶ高速道路がいくつも整備され、運行本数が少なく割高な在来線よりも、安価で速く便利に移動できる高速バスが、各都市間で運行されるようになった。すると、それまで空路で東京とつながってバラバラだった主要都市間の関係が、新幹線によるつながりや高速道路（高速バス）によるつながりによって再編成されることになった。

北東北三県は、各県知事の政治主導で「三県連合」の枠組みがつくられたが、元々各県都間の地理的距離があり、うち青森市や秋田市の場合、陸路では東京からの所要時間が長いため、新幹線が開通しても空路から陸路への旅客シフトが劇的には起きなかった。その結果、新幹線の結節点である盛岡市を中心とした相互交流や、高速バスの低廉化・高頻度化などはあまり発生しなかった。

一方、南東北三県においては、各県の県庁所在地や中心都市が元々近接していたこともあり、仙台市との経済的結び付きが強い地域が「仙台経済圏」を形成している。南東北三県都（仙台市・山形市・福島市）がある中枢部は、南東北中枢広域都市圏という名称の協議会を結成して、人口334万人を抱える大都市圏行政を行っている他、「三県都連合」が経済後追いの形で形成されている。
周辺地方との関係

青森や下北半島などの地方では、青函トンネルや津軽海峡フェリー、青函フェリーを通じて函館など北海道道南地方との繋がりが深い。青森と函館との間では「青函都市圏」構想が練られている。

福島県中通りは、栃木県と隣接しており、自家用車による交流は盛んだが、鉄道を介した繋がりは浅い（→東北新幹線#概要、山形新幹線#需要、秋田新幹線#需要）。ただし、那須温泉郷や日光などの観光地への観光需要は大きく、東北地方と栃木県のタウン情報誌TJN加盟全9誌では、毎号見開き2頁の共通誌面を作っている。
定義域と名称

この地方の名称は、歴史的に変遷している。まず、古代には、畿内から始まる海道（後の東海道）と山道（後の東山道）の各々の道の奥にあることから「みちのおく」「みちのく」とされ、当地方南部（南東北）に「道奥国」（みちのおくのくに）が設置された。後に陸奥国と出羽国が設置されると、両者から1字ずつ取った「奥羽」「奥羽両国」「奥羽州」と呼ばれた。また、両者を一括して実効支配を敷いた奥州藤原氏や奥州探題などの例から、単に「奥州」ともといわれた。

「東北」と称する文献例は、主に江戸時代・天保期以降の幕末になってから散見されるようになり、この場合、「東北国」と称する例もある。地方名としての「東北」の称が公的な史料で初見されるのは、慶応4年（1868年）に佐竹義堯（秋田藩主）に下賜された内勅とされる。ただし、この場合の「東北」は五畿七道の内の「東北3道」（東海道・東山道・北陸道）、すなわち、天皇の在所である畿内からみて東あるいは北東側にある全ての地域を指しており、西南4道（山陰道・山陽道・南海道・西海道）と対比される[8]。または、東国と北陸の合成語とも考えられる。なお、奥羽および現在の東北地方は「東山道の北部」に位置している。

明治元年12月7日（西暦1869年1月19日）、奥羽越列藩同盟諸藩に対する戊辰戦争の戦後処理の一環として、陸奥国が5分割（磐城・岩代・陸前・陸中・陸奥）、出羽国が2分割（羽前・羽後）されると、「陸羽」または「三陸両羽」との呼称が生まれた。この場合、現在の福島県全域と宮城県南端に相当する磐城・岩代の2国を除いた、残りの「陸」と「羽」が付く5国の地域を指し、「奥羽」とは指し示す領域が異なっているが、分割前の「陸奥国」と「出羽国」と見ることもできるため、混同されて使用される例も見られる。明治前半に奥羽両国は、明治元年成立の旧国の数から「奥羽7州」「東北7州」、あるいは、新設の県の数から「東北6県」とも言われるようになる。

廃藩置県が実施されて全国が政府直轄となると、当地方から北海道が切り離され、仙台県宮城郡仙台（後の宮城県仙台市）に国家の出先機関などが置かれていった。