東北地方内の区分
古代の東北地方において、（1）多賀城が設置されて早くから畿内に本拠地を置く政権の勢力が及んだ南東北、畿内政権の影響力が弱く、俘囚や奥州藤原氏の本拠となっていた北東北、といった古代からの南北区分と；（2）陸奥国の「内陸国」「政治勢力の地盤」、出羽国の「沿岸国」「商業勢力の地盤」の境界であった奥羽山脈による東西区分が、意味を変えながらも現代の東北地方内の区分と似た状況になっている。

ただし、文化的には江戸時代の藩による区分の方が影響を残しており、また、新幹線・高速道路・空港から遠い三陸海岸沿岸や下北半島も、少なくとも意識の上では他の都市圏から独立した独自の地域圏を形成している。

 太平洋側と日本海側
東北地方を「太平洋側」と「日本海側」に区分することがある。両者の境界は、那須火山帯上にある恐山〜奥羽山脈の線、または中央分水嶺による竜飛岬（津軽半島）〜奥羽山脈とする線などがある。

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冬の降雪量が多く、太平洋側は少ない。夏の気候では、日本海側はフェーン現象のために晴天で気温が上昇し易いが、太平洋側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ことでわかるように、陸奥は「内陸国」の、出羽は「沿岸国」の傾向が見られる。

太平洋側（陸奥国）は、沿岸平野がいわき市周辺、仙台平野、八戸周辺と乏しく、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」としての歴史が綴られている（→みちのく）。

一方、日本海側（出羽国）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」としての歴史が綴られている（→越後国の先にある地域）。

藩政時代には、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。

境界
陸奥国と出羽国の境界とされる奥羽山脈は、所々で山脈自体が低い部分があり、かなり低い峠が存在したりするため、日本海側に区分すべき地方の一部が太平洋側に組み込まれているとも言える。

令制国 の区分では、太平洋側の「陸奥国」に、奥羽山脈の西側にある会津地方や津軽地方を含んでおり、その他の日本海側の部分が「出羽国」となっている。しかし、特に古代においては陸奥国と出羽国の境界は、時期により変更されることが度々あった。

基本的に、奥羽山脈東側（太平洋側）が陸奥国、日本海沿岸南部地域が出羽国であり、その間の挟まれた奥羽山脈西側盆地群は、陸奥側の政治勢力の盛衰によって陸奥国と出羽国の間で所属が変化していたようである。そのため、会津地方や津軽地方の他、現在の山形県内陸部（村山地方および置賜地方）や秋田県内陸部（仙北三郡）が、陸奥国に区分されたこともあった（→#歴史、陸奥国、出羽国）。

奥羽山脈西側盆地群（斜字 は令制国の陸奥国）：青森平野 （青森湾）、鹿角盆地、横手盆地（仙北三郡）、新庄盆地、山形盆地、米沢盆地、会津盆地
即ち、測量された地図が無かった時代には、東北地方の「内陸勢力」の版図が陸奥国、日本海側「沿岸勢力」の版図が出羽国とされていたと考えられる。鎌倉時代以降は、日本海沿岸地域は政治勢力化せずに商業勢力に留まることが多く、陸奥国側の内陸政治勢力が、陸奥国と出羽国を一体的に「奥州」として管轄した。

分割
1868年（明治元年）旧暦12月7日に、陸奥国は陸奥国・陸中国・陸前国・岩代国・磐城国に分割され、出羽国は羽前・羽後に分割された。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
東北地方は、主要都市の間に東北新幹線・山形新幹線・秋田新幹線が通ることで、全ての県に新幹線が通っている唯一の地方となった。そのため、新幹線が優位に立つ中距離移動（200km〜800km）が便利である。また、東北地方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、奥羽山脈を越えた地方内の近距離移動（200km程度以内）の利便性も上昇した。これに伴い、運行本数が少なく、往々にして運賃・料金が高い在来線よりも、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。

この陸上交通の再編成により、青森県・岩手県・秋田県の三県を「北東北」、山形県・宮城県・福島県の三県を「南東北」と区分する例が増加している。

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。そのため、期待していたほど北東北三県都（青森市・盛岡市・秋田市）の経済的結び付きは強くならなかった。

一方、南東北三県は、各県の県庁所在地や中心都市が元々近接していた上、陸上交通の再編成によって、経済主導でその枠組みをさらに強くした。南東北においては、仙台市との経済的結び付きが強い地域が「仙台経済圏」を形成しており、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
前述の通り、青森や下北半島などの地方では、青函トンネルや東日本フェリーを通じて函館（北海道渡島支庁）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。また、津軽海峡沿いの大間（青森県）では、フェリーで函館まで1時間40分程度であることから、買物や通院を函館で済ませる傾向が見られる。

ただし、近代において大間の例は青森県内の一般的な事例とというわけではない。当たり前のことだが、(1) 青森〜函館間が最短でも列車で2時間弱を要する点、(2) カーフェリーの便はあるが、所要時間が長くて便数が少ない点、(3) 海峡の長さから道路橋や道路トンネルが建設されていない点、の3点から、関門トンネルや瀬戸大橋を挟む地域のように、通勤・通学を含めたより日常的・定期的な交流が生まれるには至っていない。

日本海沿岸は、古代からの海運の歴史の外に、羽越本線や国道7号の陸上交通路の発達により、下越地方（新潟県北部）との関係が深い。また、会津地方と下越地方は、両方とも磐越西線や磐越自動車道の沿線で、阿賀野川流域であるために、繋がりが深い。また、会津地方と栃木県・藤原地方は、両方とも東武鬼怒川線・野岩鉄道・会津鉄道や国道121号（会津西街道・下野街道）の沿線であるために、繋がりが深い。さらに下野街道は北は山形県米沢市までを結んでいた。

太平洋沿岸のうち、福島県浜通りの特にいわき市は、常磐線・国道6号・常磐自動車道などの陸上交通路が早くから敷設されたために、水戸などの茨城県北部との繋がりが深い。

福島空港（須賀川市・玉川村）は、北関東の日光東照宮や那須温泉郷などへの韓国人観光客の玄関口としても機能しており、ペ・ヨンジュンも利用した。また、空港空白地域の茨城県や栃木県の住民にも利用されている。

福島県中通りは、栃木県とは隣接しており、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
当地方を一括して呼ぶ名称は、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。

1868年（明治元年）旧暦12月7日、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「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。

「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、1868年（慶応4年）正月に佐竹義堯（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。または、東国と北陸の合成語とも考えられる。

明治政府による中央集権的・統一国家的な地方支配が進められる中、当初は政府直轄の石巻県牡鹿郡石巻が当地方（軍事的には北海道を含む）を支配する際の中心地とされた。間もなく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）が当地方の中心地とされた。以降、仙台に置かれた出先機関の管轄範囲が公的には「奥羽」と呼ばれる一方、在野の民権派は「奥羽」「奥羽越」あるいは「奥羽および北海道」の範囲を指す美称として「東北」を用いるようになった。明治の後半になると民間でも「奥羽」の範囲を「東北」と呼ぶのが通例となり、公的にも「東北」が用いられるようになった。

結果、「東北」は日本の地域の中で唯一、民間由来の地方名として定着し、明治以降135年以上に渡って、東北地方の主要企業・国家の出先機関・大学などの名称に多く用いられてきた。そのため、現在は雅称の「奥羽」よりも美称の「東北」の方が当地方の呼称として一般的である。

 新潟県を東北地方に編入する場合
戊辰戦争で幕府側にたった新潟県の中越地方と下越地方の藩が奥羽越列藩同盟に加わったため、明治期の藩閥政治下で新潟県が東北6県と同列に賊軍視され、一体的な統治がされることもあった。そのため、当地方の支配の中心地とされた仙台にある国の出先機関が新潟県を管轄する場合があったり、仙台の陸軍第二師団司令部の管轄（仙台師管区）が宮城県・福島県・新潟県の3県であったりした。

民間でも、明治10年代から「東北」の称が頻繁に用いられるようになっていったが、新聞・雑誌各誌では、仙台に本拠を置く出版社を中心に、広く東北6県および新潟県で「東北」を冠した新聞・雑誌が発行され、新潟市でも「東北日報」という新聞が発行されていた（仙台でも同名の新聞が発行されていた→後の河北新報）。また、現在の北陸本線にあたる、近畿地方から新潟県柏崎までの路線建設を計画する会社が1881年（明治14年）7月に設立されたが、その名称も「東北鉄道株式会社」であった。すなわち、1868年の東京奠都および明治天皇の東京行幸の後、京都の他に明治政府が所在する東京も都との認識が生まれ、「東北」の定義域は、畿内から見た場合は現行の東北6県および北陸地方、東京から見た場合は現行の東北6県として認識されていたことになる。

現在でも、法的・経済的に新潟県が東北地方に区分される場合がある。それは、明治時代から始まった水力発電との関係が強い。当地での電源開発の最重要地域の1つに阿賀野川（只見川）があるが、これは新潟県下越地方と福島県会津地方（両地域とも分水嶺である奥羽山脈の西側）を流域としており、電力において下越地方と会津地方は不可分であった。このため、「東北7県」を供給範囲とする電力会社として、戦中の1942年には国家総動員法と配電統制令により東北配電、戦後の1950年には電力事業再編政令により東北電力が設立され、その後も「東北7県」を対象範囲とする地域開発の法律がつくられた。

新潟県を含めた7県を「東北地方」と定義する法律（戦後）
北海道東北開発公庫法（1956年〜1999年）
中央省庁再編にあわせ、北海道東北開発公庫は解散し、日本政策投資銀行へ継承。
東北開発株式会社法（1957年〜1986年）
1986年に東北開発株式会社（特殊会社）は民営化。その後、三菱マテリアルと合併。
東北開発促進法（1957年〜2005年）
国土総合開発法の改正に伴い、他の地方開発促進法とともに廃止。
地方行政連絡会議法（1965年〜）
※1〜3をまとめて「東北三法」ということがある。
昭和30年代後半から始まる全国総合開発計画と国土形成計画でも、これらの法律に則って「東北7県」を以って「東北地方」としている（2007年4月1日から施行された国土形成計画法施行令以降は「東北圏」と称す）。また、北海道と「東北7県」で、北海道東北地方知事会議が開催されている。

経済においては、これら法律の「東北7県」の枠組みにしたがって東北経済連合会が構成され、関連する産・学・官連携シンクタンク（現在の名称は「東北開発研究センター」）、研究開発機構（東北インテリジェント・コスモス構想など）、地域ベンチャーキャピタルや地域投資ファンド、観光事業などでも新潟県が含まれている。

東北経済連合会では、東京都より北に本社を置く企業で最大である東北電力がリーダーシップをとっており、その経済力を背景に、同社提供のブロックネットのローカル番組が複数制作されて「東北7県」（番組内では「東北地方と新潟県」という）に放送されたり、同社が関係して「東北7県」の地方紙で連携企画が掲載されたりしている（→河北新報#紙面参照）。

以上のように、東北電力関連や経済政策の面においては、「東北7県」を以って「東北地方」とする例が見られる。しかし、新潟県は、明治初期において日本で最も人口の多い道府県であり（→都道府県の人口一覧）、1940年の統計で新潟県1県の工業生産額が南東北3県合計とほぼ同じであるなど経済背景も異なる。新潟市と東北諸地域を結ぶ交通網では、1914年に磐越西線、1924年に羽越本線、1997年に磐越自動車道が全通し、2002年に日本海東北自動車道の一部が開通したものの、仙台に立地する機関が新潟県を管轄して「東北7県」とする例は限定的である。そのため、新潟県を東北地方に編入する場合は、「東北地方」との呼称を用いずに、「東北7県」「東北地方と新潟県」「奥羽越」「東北圏」などと言って区別する例が多い（→新潟県#新潟県の分類）。

しかしながら現実として、新潟県を東北地区として管轄する国の出先機関が存在しない事に加え、県民の東北への帰属意識が希薄であるため、新潟県民には東北と言う概念は皆無に等しい。