Почва является четырехфазной системой. Она включает твердую, жидкую, газообразную и живую фазы. Каждая фаза имеет специфический химический состав. Твердая фаза автоморфных почв является преобладающей по массе и преимущественно состоит из минеральных — 80-90% и, в меньшей мере, — 10-15% — органических веществ. Минеральная часть почвы в основном состоит из кислорода и кремния. Затем идут в убывающем порядке алюминий и железо, кальций, калий, натрий и магний. Около 1% приходится на все остальные элементы.

Источником минеральных соединений почвы являются горные породы, из которых слагается твердая оболочка земной коры — литосфера. Органические вещества поступают в почву в результате деятельности живых организмов, ее населяющих. Взаимодействие минеральных и органических веществ создает сложный комплекс органо-минеральных соединений почв. Минеральная часть составляет 80—90% и более массы почв и только в органогенных почвах снижается до 10% и менее.

В составе почв обнаружены почти все известные химические элементы. Литосфера состоит:

• почти наполовину из кислорода (47,2%),
• более чем на четверть из кремния (27,6%),
• алюминий (8,8%),
• железо (5,1%),
• кальций, натрий, калий, магний (до 2-3% каждого).

Восемь названных элементов составляют более 99% общей массы литосферы. Такие важнейшие для питания растений элементы, как углерод, азот, сера, фосфор, занимают десятые и сотые доли процента. Еще меньше в земной коре микроэлементов.

Кислород входит в состав первичных и вторичных минералов, является элементом органических веществ и воды.

Кремний - наиболее распространенное соединение кремния — кварц (SiOj). Он относится к веществам очень инертным химически и биологически.

Алюминий находится в почвах в составе первичных и вторичных минералов в форме органо-минеральных комплексов и в поглощенном состоянии (в кислых почвах).

Железо в почвах встречается в составе первичных и вторичных минералов-силикатов, в виде гидроокисей и окисей, простых солей, в поглощенном состоянии, а также в составе органо-минеральных комплексов. 

Азот основная масса почв, сосредоточена в органическом веществе. Количество азота находится в прямой зависимости от содержания в почве органического вещества, и прежде всего гумуса. В большинстве почв этот элемент составляет 1/12—1/20 гумуса. Накопление азота в почве обусловлено биологической аккумуляцией его из атмосферы. В почвообразующих породах азота очень мало. Азот доступен растениям главным образом в форме ионов аммония и ни­трат-ионов, которые образуются при разложении азотсодержащих органических веществ.

Фосфор поглощаясь в больших количествах растениями, аккумулируется в верхних горизонтах почвы. Фосфор в почвах содержится в органических и минеральных соединениях. Органические представлены нуклеиновыми кислотами, нуклеопротеидами, сахарофосфатами и др., минеральные — солями кальция, магния, железа и алюминия ортофосфорной кислоты. Фосфор в почве входит в состав апатита, фосфорита и вивианита. Апатит встречается во многих магматических породах и составляет 95% соединений фосфора в земной коре.

Калий присутствует чаще в глинистых минералах тонкодисперсных фракций, особенно в гидрослюдах, а также в составе таких первичных минералов крупной фракции, как биотит, мусковит, калиевые полевые шпаты. Калий относится к числу органогенов, необходимых для развития растений; в ряде случаев калий может быть в дефиците.

Натрий в почве главным образом присутствует в составе первичных минералов, преимущественно в натрийсодержащих полевых шпатах. В почве дефицита этого элемента обычно не наблюдается; присутствие натрия в повышенных количествах в составе подвижных соединений обусловливает наличие у почв неблагоприятных физических и химических свойств.

Титан присутствует в почве в составе первичных устойчивых к выветриванию титансодержащих минералов (ильменита, рутила, сфена), в связи с чем при выветривании наблюдается его относительное накопление.

Сера присутствует в почве главным образом в составе различных органических соединений как растительного, так и животного происхождения; в засоленных почвах при наличии значительных количеств сульфатов валовое содержание может возрастать. Повышенное содержание серы в виде подвижных соединений может наблюдаться при загрязнении почв промышленными отходами (выпадение с осадками газообразных выбросов соединений серы). В крупных фракциях почвы сера присутствует в составе сульфидов (пирит), гипса, вторичных соединений железа, образующихся при болотном процессе.

Кальций и магний находятся в кристаллической решетке минералов в обменно-поглощенном состоянии и в форме простых солей разной степени растворимости. Среди обменных катионов кальций в большинстве почв занимает первое место, а магний — второе.

Наряду с перечисленными макроэлементами в почве в очень небольших количествах присутствуют рассеянные элементы и ми­кроэлементы, чрезвычайно важные для жизнедеятельности растений.