物理学主要研究土壤中固、液、气三相体系的物理现象及其变化规律.内容包括：土壤水分的保持和移动及其对植物的有效性,土壤空气的组成与交换,热的传导与转化,土壤固相的组成与排列,土壤的力学性质和电、磁性质等.
化学主要研究土壤固、液相的化学组成、化学变化以及固液相之间的反应.内容包括土壤固体颗粒的表面化学性质及阳离子交换,土壤溶液及土壤的酸碱性、氧化还原性等.
(1)吸附性 土壤的吸附性与土壤中存在的胶体物质密切相关.土壤胶体包括无机胶体、有机胶体、有机一无机复合胶体.由于土壤胶体具有巨大的比表面积,胶粒表面带有电荷,分散在水中时界面上产生双电层等性能,使其对有机污染物和无机污染物有极强的吸附能力或离子交换吸附能力.(2)酸碱性 土壤的酸碱性是土壤的重要理化性质之一,是土壤在形成过程中受生物、气候、地质、水文等因素综合作用的结果.根据氢离子存在形式,土壤酸度分为活性酸度和潜性酸度两类.活性酸度又称有效酸度,是指土壤相处于平衡状态时,土壤溶液中游离氢离子浓度反映的酸度,通常用pH值表示.潜在酸度是指土壤胶体吸附的可交换氢离子和铝离子经离子交换作用后所产生的酸度,氢离子和铝离子处在吸附态时不会表现出酸度,只有转移到土壤溶液中,形成溶液中的氢离子才会表现出酸性.土壤的碱性主要来自土壤中钙、镁、钠、钾的重碳酸盐、碳酸盐及土壤胶体上交换性钠离子的水解作用.(3)氧化还原性 由于土壤中存在着多种氧化性和还原性无机物质及有机物质,使其具有氧化性和还原性.土壤的氧化一还原性也是土壤溶液的一项重要性质,它对在土壤剖面中的移动和表面分异、养分的生物有效性、污染物质的缓冲性能等方面都有深刻的影响.
