Почва отличается рядом химических свойств, отсутствующих или слабо выраженных в горных породах. Важнейшим химическим свойством, резко отличающим ее от горных пород, считается накопление в верхней части почвенного профиля, и особенно в горизонте А, значительного количества (до 3—5—10%) гумуса, являющегося продуктом векового существования и отмирания растений, почвенных животных, микроорганизмов.
Гумус окрашивает верхние горизонты почвенного профиля в темный цвет и придает землистым материалам рыхлость и структурность. Вместе с тем гумус содержит органические вещества, являющиеся базой для жизнедеятельности микроорганизмов почвы. В состав гумуса входит ряд важнейших элементов, соединения которых нужны для питания растений (азот, фосфор, сера).
Верхние горизонты почвенного профиля в сравнении с исходной материнской породой характеризуются накоплением ряда важнейших элементов питания растений — биофилов (фосфор, азот, кальций, калий, сера, медь, цинк, кобальт и др.). В составе почвенных горизонтов обычно присутствует значительное количество высокодисперсных аморфных и кристаллических веществ (почвенные коллоиды, почвенные минералы). Количество коллоидно-дисперсных веществ с диаметром частиц меньше 0,25 мк в почвах может достигать по весу 10—20, а иногда и 30%.
Частицы высокодисперсных веществ, представленные сложными органическими, минеральными, а также органо-минеральными соединениями, обычно несут отрицательный и частично положительный заряды и вследствие этого обладают выраженной способностью поглощать и обменивать ионы солей из растворов. Почвенные коллоидно-дисперсные вещества находятся в виде гелей и коагулированных хлопьев или же в криптокристаллической форме и являются важнейшим фактором структурообразования почвы.
Почвенная влага, циркулирующая в почвенных горизонтах, называемая почвенным раствором, содержит различного рода газы, растворимые соли, питательные или токсические вещества. Почвенный раствор может обладать нейтральной, кислой и щелочной реакцией. Весьма специфичен почвенный воздух, который обычно содержит повышенные количества углекислоты, углеводороды, водяные пары. По объему жидкая и газообразная фазы в почве составляют до 40—60%. Такие цифры для изверженных и плотных осадочных пород неизвестны.
Все отмеченные химические и физико-химические особенности, характерные для почвы, наряду с рассмотренными выше специфическими физическими свойствами являются важнейшими элементами почвенного плодородия и объясняют возможность водного, минерального и воздушного питания растений, их роста и продуцирования массы органического вещества.