由金属离子和氢氧基组成的表面，一般用M-OH表示，其中M为粘粒表面的配位金属离子如铁、铝、锰或硅离子。土壤胶体中所有氧化物、水合氧化物和氢氧化物的表面以及水铝英石类矿物表面均属于水合氧化物型表面。层状硅酸盐矿物边缘破键处所裸露的硅醇基（Si-OH），铝醇基（Al-OH）和铁醇基（Fe-OH），也属此类表面。水合氧化物型表面是极性亲水性表面，在潮湿的条件下，土壤中的所有氧化物表面几乎都水合，此时，石英（SiO₂）、赤铁矿（α-Fe₂O₃）和刚玉（α-Al₂O₃）的表面分别与硅胶（SiO₂·nH₂O），针铁矿（α-FeOOH）和三水铝石[Al（OH）₃]有本质上相同的水合氧化物型表面。这类表面的羟基能直接与硅、铁或铝离子键合，它与吸附水不同，吸附水是以氢键与硅、铁或铝离子相结合的。表面羟基能与吸附水直接缔合，这是水合氧化物型表面羟基与硅氧烷型表面上氧的惰性的显著区别。水合氧化物型表面的表面电荷来源于羟基化表面上质子的缔合和解离，H^＋和OH^-离子是水合氧化物型表面的决定电位离子，可以用下式来表示：

水合氧化物型表面

质子的缔合和解离程度决定于靠近表面的质子的浓度，因此表面电荷取决于土壤溶液的pH和电解质浓度。表面电荷为零时pH值称为电荷零点（ZPC或PZC）。体系pH＜ZPC时，氧化物表面带正电荷，体系pH＞ZPC时，表面带负电荷。由于水合氧化物表面带pH可变电荷，也称可变电荷表面。但在一定pH时，其表面电位是一定值，不受电解质浓度的变化而变，故水合氧化物型表面又称恒电位表面。土壤胶体中同时存在着电荷性质不同的两类水合氧化物型表面，一类以Si-OH表面为代表，具有较低的ZPC（pH2.0左右），在土壤常见的pH4～8范围内带可变负电荷；另一类以Fe-OH及Al-OH表面为代表，有较高的ZPC（分别在pH6.5～8和pH7.5～9.5左右），一般带可变正电荷。