土壤為農業之母，土壤微生物參與土壤形成與養分的再循環。土壤大致上可分成有機層(L、F+H)、表土層(A)、底土層(B)、風化層(C)、母岩層(D)(圖一)。
一、表土層(A)：有機層多位於森林土壤，農業土壤由表土層開始，因富含有機質，呈現較深的顏色。表土層是微生物族群最多與植物根系最發達的土層，也是土壤中有機質的分解以及腐質化作用的主要土層。降水或灌溉會將此層的鐵鋁氧化物、有機物及養分淋洗出。
二、底土層(B)：含有表土淋洗出的物質。
三、風化層與母岩層：風化與未風化的母岩，少有生物活動。
土壤微生物最多的是真菌，而每公克的土壤中，大約有2,000至18,000種細菌。土壤微生物與植物分泌出的多醣，結合腐植質以及黏土顆粒形成土壤團聚體，並隨著微生物的活動及水分改變的物理作用，形成更大的團粒結構。土壤的團粒結構中，存在著孔隙使水和空氣能夠流通，並提供微生物居所(圖一左下)。植物根系會分泌1-22%的光合作用產物(醣類)給根圈微生物利用(圖一右下)。藉由土壤微生物能循環土壤中的碳、氮、磷，並將岩層風化提供植物必要營養元素。
碳循環是指大氣中的二氧化碳被植物固定，再透過微生物分解含碳化合物的過程。但須注意，某些難分解碳化合物(木質素、纖維素、幾丁質)的分解需要提供大量的氮源，提供細菌分泌酵素進行分解。
植物能吸收硝酸態氮、銨態氮、及某些胺基酸作為養分來源，大部分的土壤微生物也都能以硝酸態氮及銨態氮作為食物來源。當大氣中的氮氣被微生物固定並轉化為植物可利用的形式(固氮作用、硝化作用、氨化作用、根瘤菌共生)，或因為缺氧、土壤酸化而將氮化合物轉化成含氮氣體逸散至大氣中(反硝化作用)，稱之為土壤氮循環。氮固定是需要消耗大量能量的生化反應，植物分泌出的醣類物質，可以提供共生固氮菌作為養分。
磷在環境中並非大量元素，因為在中性與鹼性環境中易形成陰離子，由於土壤團粒有大量的負電，因此無法被土壤吸附而沉澱。土壤中的有機磷被土壤微生物分解，或透過分泌有機酸，將土壤中被固定、不易移動的磷釋放出，提供給本身或植物利用。
另外，土壤微生物能改善土壤汙染，微生物將其作為碳源或能量來源，然而高濃度會有毒害產生。
資料來源：https://www.researchgate.net/publication/311508907_Soil_microbes_and_their_contribution_to_soil_services