在土壤溶液中经常进行着氧化还原反应，它主要是指土壤中某些无机物质的电子得失过程。一个原子或离子失去电子称为被氧化，它本身就是还原剂；而一个原子或离子得到电子称为被还原，它本身就是氧化剂。土壤中存在着多种多样的氧化还原物质，在不同的条件下，它们参与氧化还原过程的情况是不同的。
土壤中的氧化作用主要由游离氧、少量的NO 3 – 和高价金属离子如Mn 4+ 、Fe 3+ 等引起，它们是土壤溶液中的氧化剂，其中最重要的氧化剂是O 2 。在土壤空气能与大气进行自由交换的非渍水土壤中，氧是决定氧化强度的主要体系，它在氧化有机质时，本身被还原为水：O 2 +4H + ＋4e→2H 2 O。在土壤淹水的条件下，大气O 2 向土壤的扩散受阻，土壤含O 2 量由于生物和化学消耗而降低。如果土壤中缺O 2 ，则其他氧化态较高的离子或分子就成为氧化剂。
土壤中的还原作用是由有机质的分解、嫌气微生物的活动，以及低价铁和其他低价化合物引起的，其中最重要的还原剂是有机质，在适宜的温度、水分和pH值等条件下，新鲜而未分解的有机质还原能力很强，对O 2 的需要量非常大。一般来说，氧化态物质有利于植物的吸收利用，而还原态物质不但有效性降低，甚至会对植物产生毒害。