土壤受污染后，通过土壤自身的物理、化学及生物学作用逐步恢复到污染前的状态，称为土壤自净。土壤自净能力的大小、快慢与土壤本身的卫生特征有关。

土壤自净过程包括：

(1)机械和物理作用： 土壤粒子本身的阻留和吸附作用能把各种胶体粒子、各种化合物、有机物、病原微生物、寄生虫卵、毒素及有毒气体等吸附在土粒表面。土壤粒子越小，总面积越大，吸附能力越强。吸附之后，由于日光紫外线的照射，土壤温度的变化，雨水的淋溶、冲刷等物理作用，可使许多病原微生物和寄生虫卵死灭，使许多有害化学物质降解、稀释或转移而降低其毒害作用。

(2)化学自净作用： 土壤固有的各种天然离子可以和进入土壤的各种化学污染物发生化学反应，例如酸碱中和、氧化还原、离子交换等，从而改变污染物的化学毒性。例如铜进入土壤后往往形成氢氧化铜，由于氢氧化铜难溶于水，因而降低了铜的生物活性。又如，硫酸盐进入土壤后被还原为硫化物，硫化物又可与土壤中的重金属(如铅、锌、汞等)形成难溶于水的物质而使其失去活性。

(3)生物化学和生物作用： 土壤污染物在土壤微生物的参与下可以发生复杂的生物化学变化而达到自净。这种变化有： ①氨化作用： 污染物中的蛋白质及其它含氮有机物(如人、畜粪尿等)在土壤中的氨化微生物作用下，首先分解成氨盐，这个过程叫氨化作用。参加分解有机物的微生物种类很多，有细菌、放线菌及霉菌等。②硝化作用： 氨化过程产生的氨盐在土壤硝化菌的作用下又可氧化成为硝酸盐。这个过程叫硝化作用。硝化过程包括两个阶段，首先是氨被氧化成亚硝酸盐，然后亚硝酸盐又被氧化成硝酸盐。同时，土壤中含碳有机物被氧化成二氧化碳和水，含硫有机物形成硫化氢、硫酸和硫酸盐，含磷有机物则被氧化成磷酸盐。这样，各种有机物都逐步转化为无机物，使有机物无机化(见“生态系统与生态平衡”条)。③有机物的腐殖化： 腐殖化是有机物在土壤微生物的参与下不断分解又不断合成，最后变成腐殖质的过程。腐殖化不同于无机化，腐殖质含有大量的有机物质，如蛋白质、脂肪、碳水化合物、木质素、有机酸等。一般认为腐殖质虽然含有大量有机物质，远未无机化，但并不再腐败，不产生臭气，不招引苍蝇，而且病原微生物和寄生虫卵均已死灭，在卫生上是安全的。腐殖质在农业上又是良好的肥料，有利于改良土壤。有机物腐殖化的过程比完全无机化过程所用的时间短，应当充分利用腐殖化过程使土壤污染达到净化。腐殖化过程在自然条件或人工条件下(如堆肥)都可进行。④病原体死灭： 土壤中病原微生物和寄生虫卵由于外界不利的环境因素，微生物之间的互相拮抗和噬菌体等的作用而死灭。死灭所需时间因病原体种类和外界环境条件不同而不同，一般病原体在几小时至几个月死亡，芽孢杆菌可活数年以上。寄生虫卵在土壤中能活较长时间，如蛔虫卵在土壤中可活一年左右。土壤自净过程可在需氧条件下进行，也可在厌氧条件下进行。在需氧条件下，有机物分解氧化进行快，病原体死灭也快，土壤能迅速地由污染状态恢复到清洁状态。在厌氧条件下，有机物分解缓慢且不彻底，常产生一些中间产物污染环境，如氨、硫化氢、吲哚等，病原体死灭速度也较慢。⑤生物降解： 有一些农药能在土壤微生物作用下得到一定程度的降解。如六六六和DDT等经土壤微生物的脱氯作用而发生降解。

土壤的各种自净过程都是有限度的，若污染特别严重，土壤就不可能完全自净，从而可引起环境污染或传染病发生。有些污染物如放射性物质和一些重金属毒物在土壤中虽然可以发生迁移、转化，但是终究难于降解或消失而长期蓄积在土壤中。因此，必须积极采取预防措施减少污染，保护环境。