六西格瑪黑帶（Six Sigma Black Belt）是一種技術稱謂，意味著有這個稱謂的人在六西格瑪方法論領悟和統計工具運用上有著較高的造詣，在企事業中有這種資格的人往往是企業中層以上的人。 黑帶這個詞來自跆拳道，跆拳道的最高級別的段位的人的腰帶是黑色，後來黑帶這個詞就成了高手的代名詞。
對六西格瑪黑帶的認證通常由外部諮詢公司配合公司內部有關部門來完成。黑帶由企業內部選拔出來，全職實施6σ管理，在接受培訓取得認證之後，被授予黑帶稱號，擔任項目小組負責人，領導項目小組實施流程變革，同時負責培訓綠帶。黑帶的候選人應該具備大學數學和定量分析方面的知識基礎，需要具有較為豐富的工作經驗。他們必須完成160小時的理論培訓，由黑帶大師一對一地進行項目訓練和指導。經過培訓的黑帶應能夠熟練地操作計算機，至少掌握一項先進的統計學軟體。那些成功實施6σ管理的公司，大約只有10-30%的員工被培訓為黑帶。
六西格瑪黑帶大師是6σ管理專家的最高級別，其一般是統計方面的專家，負責在6σ管理中提供技術指導。他們必須熟悉所有黑帶所掌握的知識，深刻理解那些以統計學方法為基礎的管理理論和數學計算方法，能夠確保黑帶在實施應用過程中的正確性。統計學方面的培訓必須由黑帶大師來主持。黑帶大師的人數很少，只有黑帶的l/10。儘管「6Sigma」 技術上意味著3.4PPM的不良，但在實踐中此術語表示的意義遠不止簡單的數字。黑帶為改善公司的品質提供一個具有戰略、統計及工具的整體品質文化，他們是使用此工具並被認證的品質專家。
嚴格的教育和實踐經驗給六西格瑪黑帶提供瞭解決頑固品質問題的工具，黑帶精通於數據分析及先進的問題解決技術，在其他人員被品質纏住進退兩難的時候，黑帶可以找出問題解決的方法。他們善於進行課題管理和調動小組的能動性，他們的課題可以幫助公司每年節省大量金錢。
六西格瑪黑帶由Motorola 公司在1980年代提出並被許多大公司採用，其中包括Texas Instruments Inc. , ABB Inc , Allied Signal Inc, 和 General Electric Co. 在過去，6sigma 六西格瑪黑帶培訓都是由各大公司自行進行，但一些公司也通過外部機關來進行相關的教育。教育機關和地點不同多少有差別，但平均大約每人要花費2萬美元的教育費（NT50萬）。一般六西格瑪黑帶通過教育後來進行改善的課題，其每年為公司帶來的收益平均大約在50萬到100萬美元。
六西格瑪黑帶培訓向預備的六西格瑪黑帶們提供深度的技術知識，如SPC，MSA，制定工程圖圖表分析，工程能力分析，假設驗證，回歸分析，變量分析，供應鏈管理，DOE，FMEA，GR&R等等重要的內容，在解決實際問題時他可以提供實踐及經驗來幫助解決。
六西格瑪黑帶培訓課程並不具備嚴格的標準化，典型的教育方法是在連續4個月中每月進行1周6sigma問題解決方法教育：Define,measure, analyze, improve, and control（通常稱為DMAIC）。 在教育的間隙（其餘3周）在現場進行實際的解決問題的課題，同時用來證明預備的六西格瑪黑帶是否可以熟練運用課堂上學到的知識同時為公司帶來收益。如果課題帶來的收益超過學費時，經營層就會理解課題的價值及課程的價值，同時也會藉此機會來形成一個新的企業品質文化，一般來說，課題內容包含減少不良，改善C/T和提高顧客滿意度。
同其他教育相比，六西格瑪黑帶培訓僅僅讓預備的六西格瑪黑帶掌握專門技術是不夠的，因為問題的解決不是孤立的。每個預備的六西格瑪黑帶要有建立自己的小組及課題管理的技巧。他們要運用自己的知識在課題推進的過程中指出推進的方向及應使用的方法。他們要研究數據，不良發生的頻率等等同時要知道數據反映的內容是什麼。其實6SIGMA中的很多方法是大家已知的同時也在問題解決的過程中有運用，但是6SIGMA將整個問題解決的過程形成一個很有結構性的定式。
在大多數的時候我們在解決問題時掉進自信的圈子，常常會憑猜想而跳來跳去。但是6SIGMA的方法在最初時會問一個基本的問題：「變量是否來自於測量系統？」如果得到否定的回答，你可以繼續走下去，但每次你要回頭再問自己「為什麼自己會作出如此決定」，每次作決定時都要有各種數據在你面前。GE的六西格瑪黑帶都有這樣的體會和經驗：「第一個課題是最艱苦的，特別是你不知道課題是否理想，課題的結果怎樣。但當你不斷的鼓勵自己，課題的成功會告訴其他人3-4萬美圓的教育費是值的」。