土壤中的微生物以細菌數量最多，細菌佔土壤微生物總量的70%～90％，而且種類多，它們多數是異養菌，少數是自養菌。土壤中的真菌各種型別都有，但以半知菌類為最多，主要分佈於土壤表層中。土壤中的微生物有些對農業有害。如反硝化細菌，能把硝酸鹽還原成氨散失到大氣中，降低土壤肥力。但多數是對農業有益的。腐殖質是一種黑色的膠狀物質，它常與礦物質顆粒緊密結合在一起，成為土壤有機質的主要型別，對土壤肥力有重要的影響。腐殖質的形成，是由一些異養的微生物，如某些腐生細菌，把土壤中的動、植物殘體和有機肥料分解，然後再重新合成的。當土壤溫度較低，通氣差時，嫌氣性微生物活動旺盛，腐殖質合成速度加快，並得到積累。固氮菌能固定空氣中的氮，成為自身的蛋白質，當這些細菌死亡和分解後，其氮素即可被植物吸收利用，並使土壤中積累很多氮素。在土壤溫度高、水分適當、通氣良好的條件下，土壤中的好氣性微生物活動旺盛，腐殖質分解，釋放出其中的養分供植物吸收利用。硝化細菌能把有機肥料分解產生的氨轉變為對植物有效的硝酸鹽類。磷細菌分解磷礦石和骨粉，鉀細菌分解鉀礦石，把植物不能直接利用的磷和鉀轉化為能被植物利用的形式。土壤中的微生物除了上述的幾個作用外，還有一些其他的有益之處。如土壤中的真菌有許多能分解纖維素、木質素和果膠等，對自然界物質迴圈起重要作用。真菌菌絲的積累，能使土壤的物理結構得到改善。