土壤微生物：生活在土壤中的细菌、真菌、放线菌、藻类的总称。其个体微小，一般以微米或毫微米来计算，通常1克土壤中有106～109个，其种类和数量随成土环境及其土层深度的不同而变化。它们在土壤中进行氧化、硝化、氨化、固氮、硫化等过程，促进土壤有机质的分解和养分的转化。土壤微生物一般以细菌数量最多，有益的细菌有固氮菌、硝化细菌和腐生细菌；有害的细菌有反硝化细菌等。施用有机肥有益于微生物的生长和繁殖。
由于土壤具备了各种微生物生长发育所需要的营养、水分、空气、酸碱度、渗透压和温度等条件，所以成了微生物生活的良好环境。可以说，土壤是微生物的“天然培养基”，也是它们的“大本营”，对人类来说，则是最丰富的菌种资源库。
尽管土壤的类型众多，其中各种微生物的含量变化很大，但一般来说，在每克耕作层土壤中，各种微生物含量之比大体有一个10倍系列的递减规律：
细菌(～108)＞放线菌(～107，孢子)＞霉菌(～106，孢子)＞酵母菌(～105)＞藻类(～104)＞原生动物(～103)
由此可知，土壤中所含的微生物数量很大，尤以细菌居多。据估计，在每亩耕作层土壤中，约有霉菌150kg，细菌75kg，原生动物15kg，藻类7.5kg，酵母菌7.5kg。通过这些微生物旺盛的代谢活动，可明显改善土壤的物理结构和提高它的肥力。[1]
土壤微生物功能多样性：指土壤生态系统中微生物的物种丰富度和均一度，主要从分类学、系统学和生物地理学角度对一定地域内物种的现状进行研究。主要通过培养基最大限度地培养各种菌落，由此了解土壤中可培养的微生物种群。
土壤微生物的功能多样性：指土壤微生物群落所能执行的功能范围以及这些功能的执行过程，对自然界元素循环具有重要意义如：分解功能、营养传递功能以及促进或抑制植物生长的功能等。
一般采用底物诱导下的代谢响应模式测算土壤微生物群落的代谢功能多样性。
土壤微生物结构多样性：指土壤微生物群落在细胞结构组分上的多样化程度，这是导致微生物代谢方式和生理功能多样化的直接原因。
土壤微生物的遗传多样性：是土壤微生物在基因水平上携带的各类遗传物质和遗传信息的总和，这是微生物多样性的本质和最终反映。[2]
2021年7月，美国科罗拉多州立大学土壤与作物科学副教授Kelly Wrighton领导的团队，以土壤与作物科学博士Bridget McGivern为第一作者、发表在《自然—通讯》的论文中提出了一个最新理论，即在土壤——很像人类的肠道中，多酚可以成为生活在那里的微生物的食物来源。研究结果可能推翻一个长期以来的理论——“酶锁理论”，即在某些条件下，土壤微生物无法获取多酚，因此可以被用作碳“捕集器”，以减少大气中的温室气体。团队研究人员在实验室对土壤样本进行了高分辨率化学分析和精确监测。结果证明，在无氧条件下，土壤中的微生物确实能分解多酚类物质，可能会释放二氧化碳，即实验结果表明土壤微生物也“吃”多酚，这些实验结果与长期存在的“酶锁理论”背道而驰。该研究打开了进一步研究多酚代谢及其如何适应自然碳循环的大门。[3]