土壤微生物是指生活在土壤中的細菌、真菌、放線菌、藻類等的總和， 其個體微小， 一般以微米或毫微米計。 土壤中的細菌通常占土壤微生物的總數量的70%-90%， 主要是異樣性細菌， 每克農田土壤中的細菌通常超過1億（平板計數法）或10億個（直接計數法）。 土壤越肥沃， 土壤微生物的數量就越多。 聚集在植物根系幾毫米範圍內構成的微生物群， 又稱根際微生物。
土壤中的細菌有許多不同的生理類群， 如固氮細菌、氨化細菌、纖維分解細菌、硝化細菌、反硝化細菌、硫酸鹽還原細菌、產甲烷細菌等， 它們能在轉化有機質過程中分解動植物殘體中的纖維素、含氮化合物、含硫化合物， 轉變為葡萄糖、銨態氮等形式， 供植物生長需要。
土壤中的放線菌數量雖比細菌少， 但由於體積比細菌大幾十倍到幾百倍， 因此， 在土壤中的生物量並不低於細菌。
土壤真菌主要分佈於土壤表層，
土壤微生物最大的價值在於其分解功能， 分解動植物殘體等複雜有機物質， 轉化為最簡單的無機物， 如CO2、H2O、NH3、SO42-、PO43-。 有研究表明， 地球上90%以上有機物的礦化均是由細菌和真菌完成的。