重金属污染土壤的微生物修复原理主要包括生物富集(如生物积累、生物吸着)和生物转化(如生物氧化还原、甲基化与去甲基化以及重金属的溶解和有机络合配位降解)等作用方式。微生物对重金属的生物积累和生物吸着主要表现在胞外络合、沉淀以及胞内积累等三种形式，其作用方式有以下几种：

(1)金属磷酸盐、金属硫化物沉淀;

(2)细菌胞外多聚体;

(3)金属硫蛋白、植物螯合肽和其他金属结合蛋白;

(4)铁载体;

(5)真菌来源物质及其分泌物对重金属的去除。由于微生物对重金属具有很强的亲合吸附性能，有毒金属离子可以沉积在细胞的不同部位或结合到胞外基质上，或被轻度螯合在可溶性或不溶性生物多聚物上。