Обитающие в почве микроорганизмы относятся к группе одноклеточных (бактерии, грибы, актиномицеты, вирусы, простейшие). Они участвуют в круговороте веществ в природе. Основным критерием групповой принадлежности является способность размножаться в почве. Специфические функции отдельных групп определены (азотфиксаторы, нитрифицирующие, целлюлозные и пр.). Количество микроорганизмов в почве составляет сотни миллионов и миллиарды в 1 г почвы, а общая масса бактерий на 1 Га достигает 7 т. Наибольшее количество микроорганизмов находится на глубине до 50 см (в прикорневых системах высших растений — микоризах). Микробы живут на поверхности и частично внутри почвенных комочков колониями, получая питательные средства из жидкой фазы почвы. Количественный и качественный их состав (например, протеолитических и аммонификаторов, факультативных и облигатных анаэробов) определяется взаимоотношениями внутрипочвенного биоценоза, в том числе между микробами почвы и высшими растениями, а также характером имеющихся в почве органических веществ. Участвующие в превращении этих веществ (круговорот азота и углерода) последовательно сменяющиеся физиологические группы микроорганизмов используют их в качестве источников энергетических и пластических ресурсов.
Среди микроорганизмов почвы встречаются патогенные для человека и животных (Bac. anthracis, патогенные клостридии и пр.). Почва обладает способностью самоочищения. Патогенные микробы, не относящиеся к почвенным (например, возбудители кишечных инфекций, туберкулеза, бруцеллеза), попадая в почву от человека и животных, погибают из-за неадекватности среды и генотипа и антибиотического влияния продуктов метаболизма микробов почвы. Сроки гибели этих патогенных микроорганизмов различны (обычно от нескольких дней до 4—5 недель, а иногда до года) и зависят от степени загрязнения почвы и активности микробов.