土壤中的微生物以细菌数量最多，细菌占土壤微生物总量的70%～90%，而且种类多，它们多数是异养菌，少数是自养菌。土壤中的真菌各种类型都有，但以半知菌类为最多，主要分布于土壤表层中。土壤中的微生物有些对农业有害。如反硝化细菌，能把硝酸盐还原成氨散失到大气中，降低土壤肥力。但多数是对农业有益的。腐殖质是一种黑色的胶状物质，它常与矿物质颗粒紧密结合在一起，成为土壤有机质的主要类型，对土壤肥力有重要的影响。腐殖质的形成，是由一些异养的微生物，如某些腐生细菌，把土壤中的动、植物残体和有机肥料分解，然后再重新合成的。

当土壤温度较低，通气差时，嫌气性微生物活动旺盛，腐殖质合成速度加快，并得到积累。固氮菌能固定空气中的氮，成为自身的蛋白质，当这些细菌死亡和分解后，其氮素即可被植物吸收利用，并使土壤中积累很多氮素。在土壤温度高、水分适当、通气良好的条件下，土壤中的好气性微生物活动旺盛，腐殖质分解，释放出其中的养分供植物吸收利用。硝化细菌能把有机肥料分解产生的氨转变为对植物有效的硝酸盐类。磷细菌分解磷矿石和骨粉，钾细菌分解钾矿石，把植物不能直接利用的磷和钾转化为能被植物利用的形式。土壤中的微生物除了上述的几个作用外，还有一些其他的有益之处。如土壤中的真菌有许多能分解纤维素、木质素和果胶等，对自然界物质循环起重要作用。真菌菌丝的积累，能使土壤的物理结构得到改善。