土壤中施化学农药，目的是抑制和消灭害虫、杂草，以保证作物的高产优质，在这种情况下化学农药并非污染物质。但是随着化学农药工业的飞速发展，生产品种的增加，有些农药化学性质稳定，持续时间长，大量而持续使用的结果，会增加土壤中农药的累积量，当土壤中残留累积农药到一定程度，便会成为污染物质影响第二茬作物的产量与质量。土壤中持久性长的化学农药所产生的主要环境问题是它通过各种途径：挥发、扩散、移动而转入大气、水体和生物体中。在水体中它们构成纯粹的污染物质，甚至当其持续浓度在ppm数量级时，就成为环境中的一个危险因素。通过食物链，它们会累积在鱼类和贝类的组织内。因此，了解农药在土壤中的迁移转化规律，土壤对有毒化学农药的净化能力，对于预测其变化趋势，控制土壤和环境农药污染都具有重大意义。
1．土壤对化学农药的吸附作用
化学农药按其化学性质可分为两大类：离子型农药和非离子型农药。离子型农药如杀草快，非离子型农药如有机氯类的DDT、艾氏剂，有机磷类的对硫磷，地亚农等。
土壤对农药吸附作用的机理有物理吸附和物理化学吸附，其中主要是物理化学吸附（或离子交换吸附）。因进入土壤的化学农药，在土壤中一般解离为有机阳离子，故为带负电荷的土壤胶体所吸附。据研究，土壤胶体对农药吸附的顺序是：
有机胶体＞蛭石＞蒙脱石＞伊利石＞绿泥石＞高岭石。
许多农药如林丹、西玛津和2，4，5-T等大部分都吸附在土壤有机胶体上。土壤腐殖质对马拉s磷的吸附力可较蒙脱石大70倍。
土壤胶体的阳离子组成，对农药的吸附交换也有影响。如为钠饱和的蛭石对农药的吸附能力比钙饱和的要大。K+可将吸附在蛭石上的杀草快代换出98％，而对吸附在蒙脱石上的杀虫快，仅能代换出44％。
化学农药有时也解离为有机阴离子，为带正电荷的土壤胶体所吸附。在红壤、砖红壤类中此作用比较普遍。
除土壤胶体的种类和数量、胶体的阳离子组成影响化学农药的吸附作用之外，化学农药的物质成分和性质对吸附作用也有很大影响。如在农药中带有-NH2等官能团的都能增强其吸附强度。
另外，土壤对农药的吸附作用是有选择的，如高岭石对除草剂2，4-D的吸附能力要比蒙脱石和蛭石大，杀草快和百草枯可为粘土矿物所强烈吸附，而有机胶体对它的吸附能力却较弱。
土壤的 pH 值对农药的吸附也有很大影响。如 2，4-D在 pH 3—4的条件下，解离成有机阳离子，而在pH 6—7的条件下，离解为有机阴离子。前者为带负电的土壤胶体所吸附，后者仅为带正电的土壤胶体所吸附。
同一类型的农药，分子愈大，吸附能力愈强。在溶液中溶解度小的农药，土壤对其吸附能力也愈强。
化学农药被土壤吸附后，由于存在形态的改变，其迁移转化能力和生理毒性也随之而变化。如除草剂百草枯和杀草快被土壤粘土矿物强烈吸附后，在土壤溶液中的溶解度和生理活性就大大降低，所以土壤对化学农药的吸附作用，在某种意义上讲就是土壤对有毒物质的净化和解毒作用。土壤的吸附能力愈大，农药在土壤中的有效度愈低，净化效果则愈好。但这种土壤净化作用是相对不稳定的，也是有限度的。当被吸附的化学农药为其他阳离子所交换回到溶液中时，仍恢复其原有性质。当加入化学农药的量超过土壤的吸附能力时，土壤就失去了对农药的净化效果，从而使土壤遭受农药污染。因此，土壤对化学农药的吸附作用，只是在一定条件下，起到净化和解毒的作用，其主要的作用还是使化学农药在士壤中进行积累的过程。
2．化学农药在土壤中的挥发，扩散和迁移
进入土壤中的农药，在被土壤固相物质吸附的同时，还通过气体挥发，随水淋溶，为生物体吸收，进而导致大气、水体和生物污染。
化学农药挥发作用的大小，主要决定于农药本身的溶解度和蒸气压，以及土壤的湿度、温度、影响土壤孔隙状况的质地和结构条件。有人用各种农药在等体积水和空气中的溶解量的比值作为衡量各种农药扩散性能的指标。并提出当比值小于1×104时，农药主要是以气体挥发形式进行扩散，而当比值大于3×104，则以水扩散为主。根据比值，他们认为氯内卜、DDT、菌达灭、林丹、CDEC、氟乐灵，以及一般的熏蒸剂等主要是蒸汽扩散作用。三氮杂苯类、敌草隆、灭草隆等则以水扩散为主。但农药于水中的扩散作用非常慢，要较蒸汽扩散作用的速度低一万倍。因此，土壤中农药向大气的扩散，是大气农药污染的重要途径。
农药的水迁移方式有两种：一是直接溶于水中；二是被吸附于土壤固体细粒表面上随水分移动而进行机械迁移。除水溶性大的农药2，4-D易于随水淋溶外，一般为土壤有机质和粘土矿物强烈吸附在土体内，不易随水向下淋移，大多积累于土壤表层30厘米土层内。有的研究者指出，农药对地下水的污染是不大的，主要是由于土壤侵蚀，通过地表径流流入地面水体造成地表水体的污染。对这个问题的解决，实质上在于进行土壤管理——对农药本身或是整个土壤系统——以控制带此物质的载体。
因此，农药的挥发、迁移，虽可促使土壤本身净化，但却导致了其他环境因素的污染。