土壤無機汙染物中以重金屬比較突出，主要是由於重金屬不能為土壤微生物所分解，而易於積累，轉化為毒性更大的甲基化合物，甚至有的通過食物鏈以有害濃度在人體內蓄積，嚴重危害人體健康。
土壤重金屬汙染物主要有汞、鎘、鉛、銅、鉻、砷、鎳、鐵、錳、鋅等，砷雖不屬於重金屬，但因其行為與來源以及危害都與重金屬相似，故通常列入重金屬類進行討論。就對植物的需要而言，可分為2類：①植物生長發育不需要的元素，而對人體健康危害比較明顯，如鎘、汞、鉛等；②植物正常生長發育所需元素，且對人體又有一定生理功能，如銅、鋅等，但過多會造成汙染，妨礙植物生長發育。
同種金屬，由於它們在土壤中存在形態不同，其遷移轉化特點和汙染性質也不同，因此在研究土壤中重金屬的危害時，不僅要注意它們的總含量，還必須重視各種形態的含量。
汞
土壤的汞汙染主要來自於汙水灌溉、燃煤、汞冶煉廠和汞製劑廠（儀表、電氣、氯堿工業）的排放。比如一個700兆瓦的熱電站每天可排放汞2．5千克。含汞顏料的應用、用汞做原料的工廠、含汞農藥的施用等也是重要的汞汙染源。
土壤中汞的存在形態有無機態與有機態，並在一定的條件下互相轉化。無機汞有hgso4、hg（oh）2、hgcl2、hgo，它們因溶解度低，在土壤中遷移轉化能力很弱，但在土壤微生物作用下，汞可向甲基化方向轉化。微生物合成甲基汞在好氧或厭氧條件下都可以進行。在好氧條件下主要形成脂溶性的甲基汞，可被微生物吸收、積累，而轉入食物鏈造成對人體的危害；在厭氧條件下，主要形成二甲基汞，在微酸性環境下，二甲基汞可轉化為甲基汞。
汞對植物的危害因作物的種類和生育而異。汞在一定濃度下使作物減產，在較高濃度下甚至使作物死亡。不同植物對汞吸收能力是：針葉植物＞落葉植物，水稻＞玉米＞高粱＞小麥，葉菜類＞根菜類＞果菜類。
鎘
鎘主要來源於鎘礦、鎘冶煉廠。因鎘與鋅同族，常與鋅共生，所以冶煉鋅的排放物中必有zno、cdo，它們揮發性強，以汙染源為中心可波及數千米遠。鎘工業廢水灌溉農田也是鎘汙染的重要來源。
土壤中鎘的存在形態也很多，大致可分為水溶性鎘和非水溶性鎘兩大類。離子態和絡合態的水溶性鎘cdcl2、cd（wo3）2等能為作物吸收，對生物危害大，而非水溶性鎘cds、cdco3等不易遷移，不易被作物吸收，但隨環境條件的改變二者可互相轉化。如土壤偏酸性時，鎘溶解度增高，在土壤中易於遷移；土壤處於氧化條件下（稻田排水期及旱田）鎘也易變成可溶性，被植物吸收也多。鎘的吸附遷移還受相伴離子如zn2+、pb2+、cu2+、fe2+、ca2+等的影響。如鋅的存在可抑製植物對鎘的吸收。