能催化土壤生物学反应的蛋白质。和所有的催化剂一样，它的浓度即使很低，也能非常有效的加速反应的进行，直至达到平衡为止；它具有高度的专性，一种酶只能催化某一化合物或某一类化合物的特定的生物化学反应。

自1899年首次发现土壤中有胞外酶的存在以来，至20世纪90年代已检出50多种酶，它们分别属于氧化还原酶、转移酶、水解酶和裂合酶4大类（表1）。在检出的酶中，有的已获得较纯制品，如尿酸盐氧化酶、蛋白酶、脲酶、磷酸二酯酶及β-葡糖苷酶等；有的仅获得粗制品；其他的，则是根据特定酶促反应测得的酶活性而作出的判断。表2列入了从土壤中提取出的各种酶及其参与的生物化学反应。

表1 土壤中已检出的酶

主要来自土壤微生物和植物根，也来自土壤动物和进入土壤的动、植物残体。许多微生物能连续泌出胞外酶，包括纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶和磷酸酶等；过氧化氢酶虽被认为是一种典型的胞内酶，但它也能以胞外酶的形式泌出。植物根同样能泌出多种胞外酶，如蔗糖酶和磷酸酶等。蚯蚓的排泄物对土壤蔗糖酶活性有一定影响。土壤微生物、植物根和土壤动物的死亡细胞和微粒状细胞碎片中的胞内酶也能够贮积在土壤中。施用有机肥料或某些有机物质，能暂时增强土壤酶的活性。

表2 从土壤中提取出的酶

土壤酶既包括胞外酶，也包括胞内酶。它们主要通过吸附、交联、离子交换、吸附和交联、共价键、共聚、包裹等机制与土壤有机、矿质胶体结合在一起，部分存在于已死亡的微生物和植物细胞或细胞碎屑中，部分存在于非增殖的活细胞中，极少部分以游离态存在于土壤溶液中。后者易遭蛋白酶分解和因物理、化学作用而变性。存在于死亡细胞和细胞碎屑中的酶由于受到细胞中有机物质的保护，其稳定性远较游离态为高。与土壤有机、矿质胶体结合在一起的酶的稳定性最高，最不易被分解和变性。它们与土壤有机胶体、特别是碳水化合物结合得很牢固，至90年代从土壤中还没有分离出不含碳水化合物或腐殖物质的酶制品来。在土壤酶学研究中，着重考虑的是这些以不同牢固程度与土壤有机、矿质胶体结合在一起的酶。同一土壤中，土壤酶活性常随剖面深度减弱；根际土壤的酶活性较非根际土壤的强；大粒径团聚体的酶活性较小粒径团聚体的弱。

酶在土壤中有多方面的作用：①在腐殖物质形成中的作用，在动、植物残体转变为腐殖物质的第一阶段，所有碳水化合物、蛋白质和木质素等大分子的降解，都是在一些水解酶和氧化酶类的作用下进行的；在由多肽、氨基酸和酚类化合物缩聚成腐殖物质的过程中，一些氧化酶将酚氧化为醌才使缩聚作用得以进行。②在碳、氮、硫、磷循环中的作用，动、植物残体中的碳水化合物是在土壤糖酶的作用下参与碳循环的。例如，纤维素水解成葡萄糖，系由纤维素酶多酶系统中的不同酶分若干阶段进行的；淀粉是在淀粉酶的作用下水解为其单体的；在蔗糖酶的作用下，土壤中的蔗糖水解为葡萄糖和果糖。没有这许多土壤糖酶的参与，就没有动、植物残体与大气中CO₂二者间的生态平衡。土壤有机氮的矿化也离不了土壤酶的参与。土壤中的蛋白质和多肽在土壤蛋白酶和肽酶的作用下才得以降解为氨基酸，氨基酸和酰胺（谷酰胺、天冬酰胺）在相应的土壤酰胺酶作用下释出氨。另外，土壤核酸酶系（核酸酶-核苷酸酶-核苷酶）的相继作用，使核酸水解释出嘌呤和嘧啶；土壤糖苷酶则能使氨基聚糖水解为氨基己糖。含糖磷酸酯、核苷酸及未被磷饱和的肌醇磷酸酯可在非专性的磷酸单酯酶的参与下进行脱磷酸作用；专性的核酸酶可使核酸解聚为核苷酸；植酸酶则使肌醇五磷酸酯和肌醇六磷酸酯水解。土壤中的有机磷化合物正是在这些土壤磷酸酶的作用下参与磷循环的。此外，土壤焦磷酸酶和聚偏磷酸酶还分别使焦磷酸盐和聚偏磷酸盐变为能为植物利用的正磷酸盐。同样，土壤芳基硫酸酯酶为土壤中芳基硫酸酯的矿化所必需；硫氰酸酶在土壤无机硫的转化中起着重要的作用。土壤酶还在很大程度上决定着进入土壤的一些化学肥料和农药的动向。尿素在脲酶的作用下水解为氨和二氧化碳，抑制脲酶活性以降低尿素的水解速率，将有利于减少尿素氮的气态损失。马拉硫磷在羧酯酶的作用下水解为单酯，后者进一步水解为醇和羧酸。土壤羧酯酶活性的强弱直接影响农药的药效。③驱动土壤中生物化学反应的作用，土壤中各种物质的生物化学反应由土壤微生物的生命活动和土壤酶的酶促作用所驱动。前者因土壤环境条件的制约，常处于受抑制的状态；后者因得到土壤胶体的保护，具有相当的稳定性，从而当土壤环境条件不利于土壤微生物的活动时，土壤代谢仍能在土壤酶的作用下继续进行。例如，土壤水分含量过低或过高均不利于土壤微生物的活动。当土壤水分含量为最大持水量的5%～10%时，土壤微生物即停止了生命活动，而土壤过氧化氢酶、蛋白酶和其他一些水解酶类仍保持其活性；土壤渍水不利于需氧微生物的活动，此时的土壤酶活性的改变较小。土壤微生物虽有嗜冷性、嗜温性和嗜热性的不同，但它们的适应温度范围并不宽。在低温或高温条件下，当土壤微生物实际上已停止生命活动时，土壤酶仍能保持其活性；土壤结冻及在0℃以下时，土壤酶活性仍接近正常水平；只是在高于100℃时，酶活性才遭到完全破坏。农药的施用和工业废弃物的污染，常使某些土壤微生物的活动受到抑制，而土壤酶活性即使暂时受抑制，但能较快恢复，或反而有所增强。