“土壤”一词，在世界上任何民族的语言中均可以找到，虽然不同学科的科学家对什么是土壤有着各自的观点和认识，但《维也纳土壤宣言——土壤对人类和生态系统的重要性》（IUSS，）表明了科学界对土壤功能和重要性的共识，即“土壤是环境的基石，也是微生物、植物和动物等生命的基础；土壤具有滤水功能，是提供饮用水和其他水源的关键；土壤存储和供应植物营养，能够转化包括污染物在内的多种化合物……”
作为生态系统的组成部分，土壤调控物质和能量循环，是由固体、液态和气体三相物质组成的疏松多孔体。固相物质包括三部分：岩石风化后额产物。即土壤矿物质；土壤中植物和动物残体的分解产物和再合成的物质；生活在土壤中的生物。前者构成土壤的无机体，后两者构成土壤的有机质。
在土壤形成过程中，矿物、有机质和生物相互作用形成具有三维空间组织结构、异质性和微生物定殖的土壤生物地球化学界面。
该界面是土壤形成和发育的基础，在维持土壤生产力、保持和提高土壤健康中发挥着关键作用。
土壤本身具有生产与生命力，含有植物生长所必须的营养元素、水分等适宜条件；是生物多样性最丰富、能量交换和物质交换最活跃的地球表层；是植物、动物和人类的生命基础。土壤本身更是具有环境净化力，吸附、分散、中和和降解环境污染物功能。
土壤中含有大量的微生物，他们所具有的各种各样的酶可催化有机和无机分子的转化，而这些土壤生物如蚯蚓、甲虫是土壤具有生命力的重要部分，在土壤形成和发育过程中起主导作用；土壤具有一定的孔隙度，是许多挥发性有害物质的通路；土壤中含有动植物生长所需、与自然环境息息相关的碳、氮、硫等营养元素。
土壤中氮素的迁移转化直接关系到土壤肥力的有效利用，土壤微生物的生长受土地资源的限制。多数土壤含氮量较低，植物从土壤中吸收氮的过程也较为复杂，就形态而言多为铵态氮（NH4+）和硝态（N03-）。一般旱作土壤中硝态氮比铵态氮浓度高，容易通过质流而扩散到根部，因此硝态氮是旱地植物营养主要的氮源之一；而对于水田如种植水稻的水稻土，其氮营养主要是铵态氮。
作为植物生长所需的大量元素之一，氮元素的元系循环转化与土壤微生物的关系甚为密切，是农业生产中最重要的养分限制分子。
土壤氮素的迁移转化主要是土壤氮素行为中的物理过程，是指土壤中无机态氮（NH4+和NO2-）的迁移。土壤氮素转化则多数是在土壤微生物的作用下进行，是生物化学过程，包括含氮有机质的矿化过程、硝化——反硝化过程、腐殖质的形成过程、植物和微生物对有效态氮的吸收固定作用以及黏土矿物对NH4+吸收固定等。
硝态氮易为植物主动吸收，土壤PH低时更是如此；而铵态氮可与之竞争以减少植物吸收铵态氮。施用大量硝态氮时，植物体内合成的有机阴离子数量增加。有机氮经过矿质化作用可形成铵态，或使用尿素分解也成铵态氮，这些土壤中的铵态氮会被硝化菌利用，转化为亚硝酸态最后转化成硝酸态氮，这种转化作用称为硝化作用。植物利用氮素形态的嗜好性或多或少有差异，一般而言硝态氮被广泛接受。如铵态或亚硝态累聚浓度过高，将造成植物中毒现象，因此，硝化作用的微生物不可忽视。
有机或无机肥料施入土壤后，特别是在条施、穴施、带施等集中施用时，在肥料和肥粒附近造成一个特殊的环境——肥际微域。其肥料浓度可能数倍或十几倍高于整个土体，C/N（有机碳和氮的比率）比显著降低。随着时间的延续，土壤养分逐步向周围扩散、迁移，在肥料颗粒周围形成不同的养分浓度梯度，微生物形状发生变化——越靠近肥料的微域，土壤含水量越低，而土壤PH、脲酶和过氧化氢酶的活性越高。硝化细菌数量在1—3CM范围内较低，在7CM范围最高；反硝化细菌数量也在1—3CM范围较低，但随微域离肥料距离增加而增加。
土壤有机碳循环是指有机碳进入土壤，并在土壤微生物（包括部分动物）的参与下分解和转化形成的碳循环过程。进入土壤的有机碳主要包括植物、动物和微生物残体，土壤中的有机碳包括土壤腐殖质、土壤微生物及其各级代谢产物的总和。土壤有机碳的分级与转化主要受外源有机物的化学组成、土壤水分条件、温度、质地和土壤PH等因素的影响。
土壤磷的迁移转化包括一系列复杂的化学和生物化学反应，如有机磷的矿化和无机磷的生物固定，有效磷的固定和难溶性磷的释放过程。土壤中的有机磷除一部分被作物直接吸收利用外，大部分需经微生物作用进行矿化转化为无机磷后才能被作物吸收。土壤中无机磷的生物固定作用即使在有机磷矿化过程中也能发生，因为分解有机磷的微生物本身也需要有磷才能生长和繁殖。当土壤中的有机磷含量不足或C/P（碳磷比）比大时，就会出现微生物与作物竞争磷的现象，发生磷的生物固定。
土壤特殊的组成与发生，也赋予了土壤对自然环境要素的内外在反应。一旦土壤受到侵袭，将会以现存（直接显露）或潜在（通过转化）的形式，造成不可逆转的土壤伤害。
关于土壤与人及动物健康的关系，有人说“人类的健康依赖于土壤的健康”，这句话并非虚言。
土壤可从多种途径影响人体健康，从而导致特殊的疾病和健康危害。土壤与食物链的链接，人与食物的链接，都在同一个生态循环体系内。土壤中营养元素过量或缺乏，以及外源有毒化学品的侵袭、累积或污染，在其循环过程中都将有可能影响植物、动物和人类食物链的组成成分，从而影响植物、动物和人类的正常生长与发育。
土壤污染具有不可逆性和长期性。但凡土壤遭到污染，状况便极难恢复，重金属元素对土壤的污染就是一个不可逆过程，而就算是有机化学物质的污染也需要一个比较长的降解时间。更甚的是，一旦土壤受到污染，生物多样性、生物循环和水循环（包括水质和水循环过程）等必然受到相应的影响。
备注：文章内容整理自21世纪环境科学《环境土壤学》。