土壤微生物的种类很多，有细菌、真菌、放线菌、藻类 和原生动物等。土壤微生物的数量也很大，l克土壤中就有几亿到几百亿个。l亩地耕层土壤中，微生物的重量有几百斤到上千斤。土壤越肥沃，微生物越多。
微生物在土壤中的主要作用如下：
(一)分解有机质 作物的残根败叶和施入土壤中的有机肥料，只有经过土壤微生物的作用，才能腐烂分解，释放出营养元素，供作物利用；并且形成腐殖质，改善土壤的理化性质。
(二)分解矿物质 例如磷细菌能分解出磷矿石中的磷，钾细菌能分解出钾矿石中的钾，以利作物吸收利用。
(三)固定氮素 氮气在空气的组成中占4／5，数量很大，但植物不能直接利用。土壤中有一类叫做固氮菌的微生物，能利用空气中的氮素作食物，在它们死亡和分解后，这些氮素就能被作物吸收利用。固氮菌分两种，一种是生长在豆科植物根瘤内的，叫根瘤菌，种豆能够肥田，就是因为根瘤菌的固氮作用增加了土壤里的氮素；另一类单独生活在土壤里就能固定氮气，叫自生固氮菌。另外，有些微生物在土壤中会产生有害的作用。例如反硝化细菌，能把硝酸盐还原成氮气，放到空气里去，使土壤中的氮素受到损失。 实行深耕、增施有机肥料、给过酸的土壤施石灰、合理灌溉和排水等措施，可促进土壤中有益微生物的繁殖，发挥微生物提高土壤肥力的作用。
（四）形成土壤结构 土壤不仅仅是由各种肥料和土壤颗粒组成，单纯的河沙+泥炭+蛭石+珍珠岩+化肥所构成的并不是真正意义上的土壤。有活性的土壤是由固态的土壤、液态的水和气态的空气共同组成的，因此当表土被碾压、夯实后就失去了土壤本身的意义，我们都知道原来从农田中取土夯实的土城墙历经几百年仍然很难有植物生长。而在土壤中的微生物通过代谢活动的氧气和二氧化碳的交换，以及分泌的有机酸等有助于土壤粒子形成大的团粒结构，最终形成真正意义上的土壤。

在以往的绿化和生态环境建设中土壤微生物往往被忽视了，很多时候（一方面也是由于农田表层土壤难以取得）当作土壤的基质只是包含了从好几米深的地层下挖掘出来的生土、植物纤维和化肥等。植物在短期内可以借助外来的化肥生长，而经过数年后，植物就因为缺乏养分，缺乏共生的微生物对土壤pH等的调节而衰落。