В почве содержится большое количество газов. Одни находятся в свободном состоянии и представляют собой почвенную атмосферу, другие поглощаются почвенным раствором и сорбируются твердой фазой почвы (минеральными и органическими коллоидными частицами).
Адсорбция различных газов почвенными частицами неодинакова и по способности поглощаться почвой они образуют ряд: NH3 > CO2 > O2 > N2 > H2S > СН4. Наиболее активные поглотители газов почвы — гумус и гидроокислы железа.
Для биологических процессов, протекающих в почве, наибольшее значение имеет свободный воздух и воздух, растворенный в почвенной воде. Общий объем почвенного воздуха — 120* 1012 м3.
Количество воздуха в почве — величина непостоянная и зависит от ряда факторов и прежде всего от порозности и влажности почвы (поскольку воздух и вода занимают одно и то же пространство в почве, то увеличение величины одного из этих компонентов ведет к уменьшению другого), типа почв, обработки и т. д. Объем его в разных типах почв в среднем колеблется от 8 до 35%.
Газы, образующиеся в почве, осуществляют важную функцию в почвенных процессах и в общем газовом обмене земной коры. Поглощение почвой кислорода и выделение углекислота отличается высокой интенсивностью и огромными масштабами: за 1 ч потребляется кислорода 1000—4000 л/га, примерно столько же выделяется углекислого газа. В почве с небольшим содержанием влаги каждый час происходит полное обновление воздуха в слое до глубины 20 см в основном благодаря диффузии и частично конвекции. Несмотря на быстрый обмен между почвенным и атмосферным воздухом выравнивания их газового состава не происходит, поскольку почвенные микроорганизмы и корни растений все время изменяют газовую фазу почвы.
По весу и объему составляющих газов почвенный воздух сильно отличается от атмосферного; последний состоит из азота — 79,1%, кислорода — 20,96, углекислоты — 0,03% и незначительного количества инертных газов (неон, аргон, гелий криптон и др.). В почве же намного больше, чем в атмосфере углекислого газа — от 0,2 до 6 и даже 10%, кислорода, наоборот, намного меньше — в среднем 7—8% и с глубиной эта величина заметно снижается, хотя и не до нуля, поэтому даже в глубоких горизонтах хорошо дренированных почв протекают аэробные процессы. В почвенном воздухе содержится значительное количество парообразной воды, оказывающей существенное влияние на развитие микроорганизмов, особенно в засушливых районах. Концентрации же водорода и аммиака незначительно выше, чем в атмосфере.
Кроме газов, аналогичных атмосферным, в почвенном воздухе есть и многие другие, образующиеся в результате деятельности организмов (микроорганизмов, растений, животных). Наибольшее их количество и разнообразие обусловлено жизнедеятельностью микроорганизмов: углекислота, азот, окислы азота, аммиак, сероводород, водород, метан, этан, бутан, пропан, этилен, пропилен, бутен и ряд других газообразных углеводородов. Микроорганизмы могут разрушать органические соединения ртути, поставляя таким образом диметилсульфид (CH3)2S, метилмеркаптан (CH3SH), этилмеркаптан (C2H3SH) и др. В почве благодаря им накапливается много и органических летучих веществ. Некоторые из них могут влиять на рост и развитие микроорганизмов (метиламин стимулирует продукцию зигоспор гриба Rhizopus) или действуют как ингибиторы (ацетальдегид, хлористый метил и др.). Ряд актиномицетов выделяет летучие антибиотики; имеются данные, указывающие на присутствие в почвенном воздухе витаминов.
Состав почвенного воздуха изучен еще сравнительно слабо. Не определены скорости образования и удаления многих газов. Хотя, например, установлено, что содержание азота не подвергается резким колебаниям и незначительно отличается от атмосферного.