在陕西，包括陕西龙山文化在内的新石器时代晚期遗存十分丰富。至今，全省已发现遗址2200余处，稍多于其前的仰韶文化。其中陕北地区最多，约占总数的64％；关中次之，约占34％；陕南最少，仅占2％。在境内的大部分地区，这一文化的分布范围、地理环境等，与仰韶文化基本相同，其中约22％的遗址与仰韶文化互相叠压。在关中，其遗址数量仅为仰韶文化的60％，分布范围同于仰韶文化。在陕北，不仅遗址数增至仰韶文化的2倍，分布范围也大大向北扩展；特别是陕北北部的榆林地区，遗址数猛增至仰韶文化的5.7倍，成为该地区大部分地带的最早人类活动遗迹。
陕西的新石器时代晚期文化中，正式发掘的典型遗址有长安客省庄、临潼姜寨和康家、蓝田泄湖、华县泉护村、华阴横阵、武功赵家来和浒西庄、扶风案板、岐山双庵、绥德小官道、神木石峁等。C14测定年代多在距今5000～4000年之间。
这一文化的主要特点是：农业生产有了进一步发展。打制石器已明显减少，磨制石器中铲、镰、刀等增多。作物不仅有粟、黍，还有稻、豆、油菜、芥菜等。聚落规模进一步扩大，出现了接连在一起的排房和内外双室的房子，屋内普遍有白灰居住面。在赵家来遗址，首次发现了版筑土墙。陕北甘泉的营盘山遗址中，还发现了板瓦残片。居址附近很少发现墓地，一些遗址的灰坑中常见入骨架。陶器一般以灰陶为主，多饰绳纹、篮纹；器形中尖底器、圜底器基本消失，三足器增多，新出现了斝、鬲、鼎等器种。
陕西的新石器时代晚期遗存分布广阔，面貌较为复杂。从文化的发展过程看，大体可分为前期和后期两个阶段，前期约距今5000～4400年，后期约距今4400～4000年。从文化特征看，关中、陕北和陕南三地区又存在着明显的地域差别。
关中地区：主要分布于渭河与泾河流域，其前期可分为关中东部和关中西部两种文化类型。
关中东部类型：主要分布在泾河以东，以横阵、泄湖等遗址为代表。典型器物有盆形或釜形鼎、斝、直口筒形罐、罐形甑、豆等，三足器、圈足器较为常见，带耳罐类不发达。纹饰以篮纹居多，还有极少量的彩绘。这一类型与豫西、晋西南的典型庙底沟二期文化较为接近，一般被归属于庙底沟二期文化范畴。
关中西部类型：主要分布在泾河以西的关中中、西部地区，以雍水、
水、漆水一带为中心，以赵家来、浒西庄、案板等遗址为代表。典型器物有喇叭口圆肩小平底瓶、刻槽盆、筒形罐、单耳和双耳的罐、壶、杯，以及鼎、斝、釜灶等；以瓶和各类带耳器众多为其特色，三足器和圈足器相对较少。这一类型与庙底沟二期文化相比，既有相同或相似的因素，差别也十分明显。有学者认为可作为庙底沟二期文化的一个地域类型；另有学者认为，其主要文化特征及源流均与前者不同，应为一种新的文化遗存。
后期主要为客省庄文化，也称客省庄二期文化或陕西龙山文化，因1955年发掘长安客省庄遗址而得名。其房屋多为圆形、方形或长方形半地穴式，有单室和双室两类，多使用白灰涂抹居住面与墙壁。陶器有手制、模制和轮制三种，纹饰以篮纹、绳纹为主，主要器形有折肩平底罐，单耳、双耳或三耳罐，以及鬲、斝、鼎、鬶、豆、盆、盘等。在客省庄等遗址内还发现了卜骨。其中，关中东部、西安附近以康家遗址为代表的遗存以灰陶为主，武功以西、宝鸡附近以双庵遗址为代表的遗存以红陶为主。因此，关中地区的客省庄文化，一般分为康家和双庵两种类型。
陕北地区：前期为陕北类型，主要分布于无定河流域，以绥德小官道遗址为代表。陶器以灰陶为主，也有褐色或红棕色陶，纹饰多为篮纹和绳纹，典型器物有喇叭口折肩罐、筒形罐、大口折腹小平底瓮、带流罐、单耳罐、敛口钵等。与庙底沟二期文化相比，不见三足器和圈足器。此外，房址中的石板居住面和红彩壁饰等，也显示出较为强烈的地域特征。
后期主要为客省庄文化和石峁类型。客省庄文化主要分布于陕北南部的洛河流域，文化面貌与关中的客省庄文化相同。石峁类型以神木石峁遗址为代表，主要分布在陕北北部黄河沿岸及其支流一带。石峁遗址的房屋多为白灰居住面的方形半地穴式，与客省庄文化相似。但墓葬中的石椁、瓮棺葬和陶器中的鼎、斝、盉等均自具特点。特别是筒形大三足瓮，与山西光社遗址和内蒙古大口遗址的同类器相同或相似；一些器物则与内蒙古朱开沟文化相同，而不见于渭水流域。因此，石峁类型应属另一系统的文化遗存。
陕南的新石器时代晚期遗存中，汉江上游地区不见鬲、斝等关中的典型器物。在汉江中游，被一些学者称为白马石文化(类型)的遗存，则与早期巴蜀文化和湖北关庙山文化关系密切。在丹江上游，除了客省庄文化遗存外，还有类似河南龙山文化晚期的器物。表明这一带的文化面貌较为复杂。
陕西的新石器时代晚期遗存中，关中地区的文化序列较为清楚。其前期的以浒西庄、案板遗址为代表的关中西部类型，源自于本地区的仰韶晚期文化，并进一步发展为后期的客省庄文化。在以后的发展过程中，一种意见认为演变为典型的齐家文化，另一种意见认为可能与先周文化有一定的关系。
