由於具有生理毒性的物質或過量的植物營養元素進入土壤而導致土壤性質惡化和植物生理功能失調的現象。土壤處於陸地生態系統中的無機界和生物界的中心，不僅在本系統內進行著能量和物質的迴圈，而且與水域、大氣和生物之間也不斷進行物質交換，一旦發生污染，三者之間就會有污染物質的相互傳遞。作物從土壤中吸收和積累的污染物常通過食物鏈傳遞而影響人體健康。
污染物類型 土壤污染物有下列4類：①化學學污染物。包括無機污染物和有機污染物。前者如汞、鎘、鉛、砷等重金屬，過量的氮、磷植物營養元素以及氧化物和硫化物等；後者如各種化學農藥、石油及其裂解產物，以及其他各類有機合成產物等。②物理污染物。指來自工廠、礦山的固體廢棄物如尾礦、廢石、粉煤灰和工業垃圾等。③生物污染物。指帶有各種病菌的城市垃圾和由衛生設施（包括醫院）排出的廢水、廢物以及廄肥等。④放射性污染物。主要存在於核原料開采和大氣層核爆炸地區，以90鍶和137銫等在土壤中生存期長的放射性元素為主。
污染物進入土壤的途徑 主要有：①污水灌溉。用未經處理或未達到排放標準的工業污水灌溉農田是污染物進入土壤的主要途徑，其後果是在灌溉渠系兩側形成污染帶。屬封閉式局限性污染。②酸雨和降塵。工業排放的 SO2、NO等有害氣體在大氣中發生反應而形成酸雨，以自然降水形式進入土壤，引起土壤酸化。冶金工業煙囪排放的金屬氧化物粉塵，則在重力作用下以降塵形式進入土壤，形成以排污工廠為中心、半徑為2至3公裡范圍的點狀污染。③汽車排氣。汽油中添加的防爆劑四乙基鉛隨廢氣排出污染土壤，行車頻率高的公路兩側常形成明顯的鉛污染帶。④向土壤傾倒固體廢棄物。堆積場所土壤直接受到污染，自然條件下的二次擴散會形成更大范圍的污染。⑤過量施用農藥、化肥。屬農業區開放性的。
污染物在土壤中的去向 進入土壤的污染物，因其類型和性質的不同而主要有固定、揮發、降解、流散和淋溶等不同去向。重金屬離子，主要是能使土壤無機和有機膠體發生穩定吸附的離子，包括與氧化物專性吸附和與胡敏素緊密結合的離子，以及土壤溶液化學平衡中產生的難溶性金屬氫氧化物、碳酸鹽和硫化物等，將大部分被固定在土壤中而難以排除；雖然一些化學反應能緩和其毒害作用，但仍是對土壤環境的潛在威脅。化學農藥的歸宿，主要是通過氣態揮發、化學降解、光化學降解和生物降解而最終從土壤中消失，其揮發作用的強弱主要取決於自身的溶解度和蒸氣壓，以及土壤的溫度、濕度和結構狀況。例如，大部分除草劑均能發生光化學降解，一部分農藥(有機磷等)能在土壤中產生化學降解；目前使用的農藥多為有機化合物，故也可產生生物降解。即土壤微生物在以農藥中的碳素作能源的同時，就已破壞瞭農藥的化學結構，導致脫烴、脫鹵、水解和芳環烴基化等化學反應的發生而使農藥降解。土壤中的重金屬和農藥都可隨地面徑流或土壤侵蝕而部分流失，引起污染物的擴散；作物收獲物中的重金屬和農藥殘留物也會向外環境轉移，即通過食物鏈進入傢畜和人體等。施入土壤中過剩的氮肥，在土壤的氧化還原反應中分別形成NO3-、N囯和NH3、NH4+。前兩者易於淋溶而污染地下水，後兩者易於揮發而造成氮素損失並污染大氣。
防治 防治土壤污染，首先應通過國傢立法，健全有關環境保護的法律、標準和制度；同時應通過土壤質量監測，嚴格控制污染物排放，合理施用農藥、化肥、禁用長殘留和對人畜高毒性農藥；還應對土地嚴重破壞的礦山和工業區進行地表景觀的修復，以保持環境清潔等措施，預防土壤污染的發生。對於已經污染的土壤，一般可采取下列措施進行改良和利用：①改革耕作制度。土壤中污染物的危害程度常與土壤性質密切相關。如有機氯農藥在旱作土壤中的殘留期可長達數年，而在水田中嫌氣微生物群體的作用下，隻需2至3個月即可基本消失。在水田中鎘離子易形成難溶性化合物而毒害減輕；砷則相反，在水田中可形成比砷酸毒性更強的亞砷酸。因而可根據這些原理調整耕作制度，以減輕土壤污染的危害。②合理利用污染土地。嚴重污染的土壤可改種非食用經濟作物或經濟林木以減少食品污染。③施用石灰、磷酸鹽、氧化鐵等化學改良劑，可減輕土壤中重金屬的毒害。采用稀酸和氯化鐵處理土壤可加速排除土壤中的重金屬，但具體實施時要防止污染地下水。④客土或深埋等工程措施，是快速和較徹底地治理土壤污染的方法，但工程量較大。