化學風化作用。化學風化作用包括水溶、水解、水化、氧化作用。就像鐵釘生鏽一樣，氧化作用是無時無刻在人們不知不覺中進行的。水是大自然中分布最廣的溶劑；而岩石主要成分是無機鹽類，在水中都能溶解。化學風化使岩石進一步分解，並從根本上改變了礦物的組成成分，使其有了吸附能力，出現了毛管現象，產生了一定的蓄水能力。
生物風化作用。當母質能夠蓄水，初步提供營養時，就會有一些低等的細菌和植物在母體上誕生。而植物根係的發育穿插和小動物打洞造穴的行為，會進一步促進岩石的破裂。生物的活動，還能分泌出各種無機酸，進一步促進了化學風化的過程。
經過長期的風化，岩石變成了土壤母質。但母質並不是土壤，因為它還缺乏完整的肥力，不能讓營養在母質中累積和集中。母質將和氣候、生物、地形、時間共同作用，形成土壤生成的五大基本因素。
科學家們發現，不同的母質是形成不同土壤的基礎，這就是黃土、紅土、砂土、黏土等多種土壤形成的內因之一。
氣候對土壤形成有重要的影響，其中溫度和濕度對成土作用的影響很大。高寒地帶植物生長緩慢，有機物積累很少，母質化學作用也慢。科學家們發現，溫度每升高10℃，化學反應速率可增加2～4倍。氣候影響可使不同地帶上同種母質發育的土壤有巨大的差異。比如在溫帶，自西向東大氣溫度遞減，依次出現的是棕漠土、灰漠土、棕鈣土、栗鈣土、黑鈣土和黑土。在東部濕潤區，由北向南熱量遞增，土壤依次分布為暗棕壤、棕壤、黃棕壤、黃壤、紅壤、磚紅壤。
生物是影響土壤生成的最活躍因素。生物包括地上和地下的植物、動物和微生物。生物是土壤有機質的製造者。前蘇聯土壤學家威廉斯認為生物因素是土壤形成的主導因素。特別是高等綠色植物，能把分散在母質、水體、大氣中的營養元素選擇性地吸收起來，利用太陽能合成有機質，從而改造了母質，提高了土壤肥力。
地形雖然不能提供任何物質和能量，但地表形態、坡度、高度、坡向等差異，都會引起熱量和水分的重新分布，使相同母質產生的土壤有差異。比如我國天山托木爾峰南坡屬溫帶大陸性半幹旱荒漠和草原景觀，由山腳向上3000米的土壤依次為棕漠土、棕鈣土、栗鈣土、亞高山草原土；而北坡屬溫帶半濕潤氣候，由山腳向上3000米的土壤依次為黑鈣土、灰褐土、亞高山草甸土。一座山就有這麼多種土壤類型，足見地形對土壤形成的影響有多大了。
時間是土壤發育和演化的必要條件。隨著時間的推移，土壤從無到有，不斷發生、發展和演變。
在五大成土因素之外，不可漠視人為活動對土壤形成發展的作用。精耕細作，合理灌溉，可以使土壤肥力增加；反之，過度開墾，粗放耕作，大水漫灌，會導致土壤肥力的下降，土壤板結，水土流失嚴重。近年來，隨著土壤環境的惡化，人們開始注意研究不合理的人類活動對土壤加速退化所產生的惡果。毀林開荒使水蝕嚴重，造成頻頻發作的泥石流；灌溉不當使大麵積土壤出現次生鹽堿化，使產量銳減甚至絕收；過度開墾引起風蝕嚴重，使持續不斷的沙塵暴頻頻席卷中國的北方。
隨著土壤科學的發展，學者們認為火山的活動、地震、新構造運動都是土壤形成的深層次因素。比如在第三世紀末隆起的青藏高原，就以她平均海拔4000米的身軀和萬千條“血脈”冰川，擋住了肆虐的季風，沃育了下遊的良田，使中國東部地區濕潤豐饒，而有別於同緯度地帶歐亞大陸內陸那幹旱少雨的沙漠戈壁。
各司其責的礦質元素
農作物從土壤吸收大量的營養元素，其中以氮、磷、鉀三要素最多，它們在植物生長發育過程中起什麼作用呢?
先說氮。氮是農作物葉片中葉綠素的重要組成成分。氮素能使莊稼健壯生長，莖葉繁茂，葉色濃綠，光合作用增強，穗大粒多。農作物缺氮最明顯的特征是葉片顯現黃綠色，葉綠素的形成受到抑製。幼苗期缺氮，生長遲緩，葉片淺綠。生長中期缺氮，植株瘦弱，下部葉片最先變黃；而且變黃是從葉片的尖端開始，然後沿葉脈伸展成楔形，最後整個葉片變黃，逐漸幹枯並呈褐色，穗粒發育不良。
再說磷。磷是植物細胞核中蛋白質的重要組成成分。細胞的增殖和分裂須有磷的參與。植物根尖和正在生長的幼嫩組織中含磷素較多。磷與碳水化合物和含氮化合物的代謝過程有密切的關係。在氮素充足、磷素缺乏情況下，氮的代謝過程受到阻礙。作物幼苗期缺磷，根係發育弱，生長緩慢，葉色紫紅，嚴重缺磷時葉色變黃。花期缺磷延遲開花，受精不良。結實期磷對養分的運輸和轉化起重要作用，充足的磷能加快養分的積累，增加粒重。
三說鉀。鉀促進碳水化合物的合成運轉，增強葉片的光合作用，增強抗病、抗旱和抗寒能力。鉀能使植株機械組織發達，莖稈堅韌。鉀素對氮素的代謝有良好的促進作用；鉀素充足有利蛋白質的合成；缺鉀時，幼苗生長緩慢，葉片呈黃綠色，葉片尖端及葉緣幹枯呈灼傷狀。嚴重缺鉀時，生長停滯，節間縮短，植株矮小，籽實發育不良。
現代科學查明，除氮、磷、鉀之外，許多微量元素在獲取農作物高產中亦起重要作用。例如鋅，它是植物體內多種酶的組成成分；對植物的呼吸、無氧呼吸以及蛋白質合成、生長素形成等生理活動具有催化作用。植物呼吸時，也要吸收氧氣放出二氧化碳，鋅能促使植物體內的碳酸分解成二氧化碳和水。比較喜鋅的作物有小麥、玉米。
錳，它在植物酶係統中是重要的活化劑，光合作用中水的光解是在錳的參與下完成的，二氧化碳的同化和氮素代謝離不開錳。錳對促進種子發芽和幼苗生長以及花粉發芽有重要作用。比較喜錳的作物有棉花和甜菜。