土壤胶体和土壤微生物是土壤中两个最活跃的组分，它们对污染物在土壤中的迁移、转化起着极其重要的作用。土壤胶体以巨大的比表面积和带电性使土壤具有吸附性。
土壤胶体具有的性质为：①土壤胶体具有巨大的比表面和表面能；②土壤胶体的带电性（土壤胶体微粒具有双电层，一般微粒内部带负电荷，外部带正电荷，这导致离子的扩散）；③土壤胶体的凝聚性和分散性。
土壤胶体的离子交换吸附是指在土壤胶体双电层的扩散层中补偿离子可以和溶液中相同电荷的离子已离子价为依据进行等价交换的过程，包括阳离子交换吸附和阴离子交换吸附。
（2）土壤的酸碱性
由于土壤是一个复杂的体系，其中存在着各种化学和生物化学反应，因而使土壤表现出不同的酸碱性。土壤总酸度是活性酸度和潜在酸度的总和，活性酸度是土壤溶液中氢离子浓度直接反映的酸度；潜在酸度是由于土壤胶粒上吸附着氢离子和铝离子在离子交换过程中所造成的显出酸性。土壤总碱度是指土壤溶液或灌溉水中碳酸根、重碳酸根的总量。我国碱化土壤的总碱度占阴离子总量的50%以上，高的可达90%，故可用总碱度作为土壤碱化程度分级的指标之一。
土壤的缓冲性能是指土壤溶液和胶体具有缓和其酸碱度发生激烈变化的能力。它可以保持土壤反应的相对稳定，为植物生长和土壤生物的活动创造比较稳定的生活环境。土壤胶体的数量和盐基代换量越大，土壤的缓冲性能就越强。因此，砂土掺粘土及施用各种有机肥料，都是提高土壤缓冲性能的有效措施。
根据土壤的氢离子含量（pH）可以将土壤酸碱度划分为9个等级：极强酸性，pH＜4.5；强酸性，pH为4.5～5.5；酸性，pH为5.5～6.0；弱酸性，pH为6.0～6.5；中性，pH为6.5～7.0；弱碱性，pH为7.0～7.5；碱性，pH为7.5～8.5；强碱性，pH为8.5～9.5；极强碱性，pH＞9.5。
我国土壤的pH大多在4.5～8.5范围内，并有由南向北pH值递增的规律性，长江（北纬330）以南的土壤多为酸性和强酸性，如华南、西南地区广泛分布的红壤、黄壤；pH值大多数在4.5～5.5之间，有少数低至3.6～3.8；华中华东地区的红壤，pH值在5.5～6.5之间；长江以北的土壤多为中性或碱性，如华北、西北的土壤大多含CaCO3，pH值在7.5～8.5之间，少数强碱性的pH值高达10.5。
（3）土壤的氧化还原性
土壤的氧化还原反应是土壤中无机物和有机物发生迁移转化并对土壤生态系统产生重要影响的化学过程。土壤中有许多有机和无机的氧化性和还原性物质，因而使土壤具有氧化还原特性。一般，土壤中主要的氧化剂有：氧气、NO3-和高价金属离子，如铁（Ⅲ）、锰（Ⅳ）、钒（Ⅴ）、钛（Ⅵ）等。主要的还原剂有：有机质和低价金属离子。此外，土壤中植物的根系和土壤生物也是土壤发生氧化还原反应的重要参与者。
土壤氧化还原能力的大小可以用土壤的氧化还原电位来衡量。一般旱地土壤好氧化还原电位为+400～+700 mV；水田的氧化还原电位在+300～-200 mV。根据土壤的氧化还原电位值可以确定土壤中有机物和无机物可能发生的氧化还原反应和环境行为。
（4）土壤中的生物体系
土壤环境中的生物体系，包括微生物区系、微动物区系、动物区系和植物根系区系，是土壤环境的重要组成成分和物质能量转化的重要因素。土壤生物是土壤形成、养分转化、物质迁移和污染物的降解、转化、固定的重要参与者，主宰着土壤环境物理化学和生物化学过程、特征和结果。