微生物學的1個分支學科。它研究土壤微生物的種類、數量、分佈、生命活動規律及其與土壤中的物質和能量轉化、土壤肥力、植物生長等的關係（見土壤微生物區系）。因此，它又是土壤學的一個組成部分，而且與生物化學、農業化學、植物生理學和植物病理學等學科相互滲透。它的基本任務是發展土壤肥力和增強植物營養。
發展簡史 19世紀後期，農業化學和細菌學的形成和發展為研究土壤中物質轉化的微生物學過程程開辟瞭道路。1877年，Т.施勒辛和А.明茨證實瞭土壤中的硝化作用是通過微生物進行的。1891年，R.韋林頓又證實瞭硝化作用不僅在土壤中發生，也可以在含有銨鹽的液體中用土壤接種產生。1885～1888年間，С.Н.維諾格拉茨基用他首創的無機選擇性和富集培養法分離得到能使銨氧化為亞硝酸和使亞硝酸氧化為硝酸的兩種細菌。同時，他還發現瞭硫細菌並研究瞭土壤中的硫化作用。他的研究不僅論證瞭土壤中氮和硫的還原性化合物的微生物學氧化作用，也揭示瞭土壤中化能無機營養型細菌。1888年，H.黑爾裡格爾和H.維爾法特在滅過菌的砂土裡栽種豌豆和非豆科作物的試驗中，證實瞭豌豆隻有在未滅菌的土壤中或在加有土壤浸出液的滅菌砂土中才能在根部結瘤，從而利用空氣中的氮素為營養。同年，M.W.拜耶林克從根瘤中分離並獲得根瘤菌的純培養。1889年，А.普拉茲莫夫斯基用根瘤菌純種回接豆科植物，成功地在根部形成根瘤，確認根瘤菌與豆科植物的共生固氮作用。1893年維諾格拉茨基發現厭氣性的固氮梭菌，1901年，拜耶林克發現好氣性的固氮菌(見固氮菌科)，開辟瞭探討微生物固氮作用的研究領域。1904年，В.Л.奧梅良斯基分離得到纖維分解細菌，開創瞭土壤有機物質分解的微生物過程的研究。這些先驅者們從不同方面奠定瞭土壤微生物學在20世紀迅速發展的基礎。S.A.瓦克斯曼的《土壤微生物學原理》(1927)、E.B.弗雷德等人的《根瘤菌和豆科植物》(1932)以及維諾格拉茨基1891～1925年間的論文集《土壤微生物學──問題與方法》(1952)，是土壤微生物學早期研究中的豐碩成果。
在20世紀50年代，土壤微生物學已經得到迅速的發展。人們對土壤中諸營養元素循環的各個環節的微生物學過程(包括起作用的微生物種類和作用條件)進行瞭深入的研究，既闡明瞭土壤腐殖質形成和分解的微生物學過程，也論證瞭土壤微生物對增強土壤肥力的作用。瓦克斯曼對土壤微生物間拮抗關系的研究，特別是對拮抗性放線菌所產生的各種抗菌性物質的研究成果，為抗生素發酵工業的興起作出瞭巨大貢獻（見抗生素發酵微生物）。
近20年來，微生物固氮作用的研究已是當前在理論和實踐中的重大課題。15N示蹤法和乙炔還原法有力地促進瞭對固氮微生物和固氮作用的研究與應用。1970年巴西的J.多佈雷娜報道雀稗根系有專性共棲的固氮菌（雀稗固氮菌），接著又在馬唐和玉米根際發現有共棲的固氮螺菌（帶脂固氮螺菌），提出瞭界於共生固氮和自生固氮之間的聯合固氮作用。另外，由於固氮酶的提取成功，使固氮酶的結構、性質以及固氮機理得到瞭闡明，目前正在通過人工誘變和基因轉移，向培育高效固氮微生物新種的方向努力。土壤中的氮素損失一直是土壤微生物學傢重視的問題。目前正在研究以抑制硝化細菌活動的方式，減少土壤中的硝化作用和反硝化作用，防止氮肥的損失和避免因形成亞硝酸而污染水域。
在土壤微生物保進植物營養這一問題上，人們已經註意到作物和樹木與菌根的共生關系。研究它們共生的土壤條件和機理是一項對農林生產有實踐意義的工作。
目前，土壤微生物學的研究又進入一個新領域，人們可以利用微生物處理污物和污水，降解土壤中殘留的有機農藥，消除作物的土傳性病害，這對於凈化環境和土壤保健是大有好處的。
20世紀40年代，中國開始重視對土壤微生物學的研究。50年代，各高等農業院校開設以土壤微生物學為重點內容的農業微生物學課程。1954年中國科學院召開土壤微生物學工作座談會以後，有關單位開展瞭對自生固氮菌的生態、分佈和固氮作用的研究，對篩選大豆和花生根瘤菌高效菌株和接菌效果的試驗，對堆肥腐熟過程中氨化細菌和纖維分解菌的作用的探索。1964年中國土壤學會和中國微生物學會聯合召開土壤微生物學專業會議，對土壤微生物區系分析、植物營養元素生物循環、根瘤菌的共生固氮、固氮細菌的自生固氮和根際固氮、硝化作用和反硝化作用、纖維分解微生物和纖維分解作用、化能自養細菌等方面的研究工作展開討論，有力的推進瞭中國土壤微生物學的發展，70年代以來又開展瞭土壤中的拮抗性微生物以及利用它們所產生的拮抗性物質防治作物的病蟲害；利用微生物降解土壤的殘毒；非豆科植物的共生固氮以及共生或自生藍藻的固氮作用；沼氣微生物和產生沼氣的微生物學過程等方面的研究。
研究內容 ①土壤微生物的形態、分類、生理類群、以及土壤微生物資源的開發和利用；②土壤因素對土壤微生物類群的分佈、發育狀況以及各類群之間的關系（互利促進或拮抗抑制）；③微生物對土壤中各種物質的轉化，包括有機物質的分解、營養元素的轉化、土壤中新的有機質的合成以及土壤理化性質的改變；④植物根系對微生物發育和活動的影響、微生物活動對植物營養、生長的利弊（見根際微生物）；⑤土壤微生物和其他生物分泌的各種外酶和這些生物死亡自溶後釋放的內酶，對土壤中各種物質轉化的活性以及對土壤性質的影響；⑥土壤微生物對污物、污水的凈化，對有機農藥殘毒的降解以及土壤保健的作用；⑦土壤微生物在厭氣性分解有機物質中產生沼氣的過程。
參考書目
陳華癸等：《土壤微生物學》，上海科學技術出版社，上海，1981。