与一定的土壤植被、气候及其他微生物等相联系的土壤微生物类群的总体。包括各类微生物的数量、种类及各个属、种的组成。除极端环境外，土壤中微生物很少单独存在，而是由多种微生物组成相对稳定的群社。通过微生物区系分析，可以了解不同土壤中各类微生物的生态分布、及其与土壤性质的相互关系和微生物资源状况。土壤是一个极为复杂的自然体，没有任何一种培养基或培养条件能同时培养出土壤中所有的微生物。沿用现有方法所得结果，仅能提供相对的概念。因此，进行土壤微生物区系分析时，需针对土壤中不同类型微生物采用多种培养基和培养方法。最常用的方法有稀释平板法和最大概率数法（MPN法）。除采用普通培养基分别测定好气性细菌、放线菌和真菌总数外，还需采用选择性培养和特殊培养方法测定不同的生理群及其数量。通常测定的类群包括固氮细菌类、氨化细菌类、硝化细菌类、反硝化细菌类、硫酸盐还原细菌类、纤维素分解细菌类、纤维素分解真菌类和嫌气性细菌类等。微生物生命活动过程中吸收或分解其周围的营养物质；使复杂的有机化合物转化为较简单的可利用态化合物；改变微域土壤内的pH值或产生有毒代谢产物等，不断改变着土壤环境，从而又直接影响微生物的生活。新鲜有机物质进入土壤后可以激发某些微生物的大量发育，随着有机物分解过程中成分的改变微生物区系发生更替。不同类型土壤因性质不同，区系各异。在中性或微碱性土壤中细菌数量最多；放线菌适宜于中性或偏碱性环境；而真菌在酸性土壤中，其相对数量较高。在富含有机质的黑土、草甸土、磷质石灰土中微生物数量较多，而干旱地区的棕钙土、土和红壤、砖红壤以及滨海盐土中数量较少。而在同一地区，森林土壤微生物数量也比草地多。耕作土壤中不仅微生物数量高于荒地土壤，而且组成也发生了变化，例如荒地土壤中占优势的蜡质芽孢杆菌（Bacillus cereus），耕种后数量相对减少，而巨大芽孢杆菌（Bac megaterium）则随土壤熟化程度的提高而增多。这些都说明自然生态因子和农业技术措施对土壤微生物区系有直接影响。