土壤化学、物理及污染缓冲性
土壤缓冲性能主要通过土壤胶体的离子交换、强碱弱酸盐的解离等过程来实现。因土壤胶体吸收了许多代换性阳离子，如Ca2+、 Mg2+、Na+等可对外来的酸起缓冲作用，H+、 Al3+可对外来的碱起缓冲作用。土壤缓冲作用的大小与土壤代换量有关，其随代换量的增大而增大。
土壤具有的缓冲性可使土壤避免因施肥、微生物和根的呼吸、有机质的分解等引起土壤酸碱度的剧烈变化，使作物根系保持在最佳的土壤环境。土壤理化性质是了解土壤污染机理的重要信息，它为治理土壤污染提供了大量依据。植物修复是现代土壤污染重金属治理的重要方法。土壤理化性质对植物修复有着关键的指导性作用，是植物修复重金属土壤的各类方法不可或缺的依据。土壤孔隙度是土壤中各种形状地粗细土粒集合和排列成固相骨架。骨架内部有宽狭和形状不同的孔隙，构成复杂的孔隙系统，全部孔隙容积与土体容积的百分率。土壤孔隙度从一定程度上体现了土壤中物质扩散、淋洗、挥发、沉淀的能力。孔隙度越大，土壤中液气相的占比越大，土壤约疏松，土壤物质扩散、淋洗、挥发、沉淀的能力越强，植物富集吸收重金属的效率越高。但孔隙度过大，水分和养分流失也越严重，不利于植物正常生长，甚至可能导致植物死亡。适宜的土壤温度是土壤生物正常生长繁殖的必要条件之一，不仅如此，土壤温度还影响土壤生物体内外酶的活性。土壤温度还影响土壤与大气的水交换，并且进一步影响土壤的黏度。在温度较高（20-35℃）的条件下土壤中自由水含量较低、结合水含量较高，土壤疏松利于植物根部的生长。温度较低的情况下（0-10℃）毛管水含量高，土壤黏性大，可供植物吸收利用的水分多。因此四季分明的地区，在夏季进行植物的种植使植物生长情况良好、植物吸收重金属的效率高。土壤容重又称土壤体积密度，是指烘干后单位体积（包括土壤颗粒和孔隙体积）土壤的质量。土壤颜色是判断土壤营养成分和污染种类最直观的依据之一，缺点是单凭颜色无法确定具体的土壤状况。例如土壤中铁、铝元素含量过多，土壤偏红色；土壤中存在大量腐殖质，土壤呈黑色，含有少量时则呈现灰色；土壤中氧气含量少时，亚铁离子含量多，土壤显蓝色或青灰色。
土壤结构
土壤的固相大多以团聚体形式存在，很少以单粒形式存在。团聚体间不同的形状和大小决定了土壤的结构。土壤的结构往往决定了土壤的保水保肥能力，大多因地区的地形、气候不同而具有不同的性质。在缺水、相对寒冷的北方地区，单位体积下土壤团聚体的数量多、粒径小、表面积大，这使得土壤颗粒表面吸附力大，土壤颗粒表面的水和营养物质难以流失，所以北方的土壤的保水保肥能力较良好。而在多雨温暖的东南地区，土壤团聚体的体积大、表面积小，土壤孔隙度大，降雨后的土壤中重力水含量大，具有良好的疏水能力，以防土壤中水分过多挤出土壤空气使植物根部细胞缺氧死亡。
土壤酸碱度（pH）
土壤酸碱度是指土壤水溶液中氢离子活度的负对数，他反应了土壤水溶液的酸碱性质。土壤中酸碱性被空气中的二氧化碳和金属离子所影响，通过测定两者中的一个指标和酸碱度，可以推断另一个指标的情况。除此之外，土壤酸碱度还影响土壤中重金属的存在形态，例如当酸碱度为弱酸性时，土壤中的六价铬存在一个动态平衡，主要以铬酸氢根离子和重铬酸根离子的形态存在；在土壤酸碱度大于8时，六价铬主要以铬酸根离子的形态存在。此外土壤酸碱度还影响土壤的肥力组成结构，以腐殖酸为例：pH在2-3时，腐殖酸形态为纤维束状；4-7时为网状、海绵状；8-9时为页状。其中海绵状形态的腐殖酸最易被植物吸收转化成养分。不同的植物对酸碱度的适应能力也不相同，土壤酸碱度也是土壤重金属污染植物修复中选择植物类型的重要依据。
水化反应
土壤中水化反应是重金属被植物富集过程中的重要反应。水化反应的影响因素主要为土壤含水率和土壤水的形态。通过研究土壤颗粒的大小及形态和当地的地理环境我们可以推测出土壤的水分构成，以此来推断土壤水化反应特别是土壤中重金属水化反应的过程。
土壤胶体
土壤胶体的组成和表面的性质是影响植物修复技术效率的重要因素。土壤胶体表面的吸附性影响到水分和养分的直流，而土壤胶体的组成会影响胶体聚集、流动、吸附、沉淀的性质。土壤重金属污染的植物修复是现阶段中国治理重金属污染土壤的重要手段，它为日后土壤的肥力保证、绿色无毒作铺垫。土壤是万物生长的源头环境，是人类必需食物的最终来源，土壤污染是当下中国最紧迫的待解决的环境污染问题之一。重金属污染由于重金属毒性大、滞留时间长，投入大量的资金和人力成本却难以有效治理的一种污染，而植物修复无疑是解决这一问题的一个突破点。金属离子是金属萃取的重要中间体，也是重要的技术应用原料。它们具有一些独特但相同的物理化学性质，使它们成为低温地球化学反应的有用探针。重金属是地壳的天然组成部分，但不加选择地进行人类活动已经大大改变了它们的地球化学循环和生化平衡。土壤中的金属浓度一般在1以下到10万mg/kg之间。土地资源重金属污染一直是众多环境研究的焦点，在世界范围内引起了广泛的关注。这是由于no的生物降解性和重金属在土壤中的持久性造成的。长期接触镉、铜、铅、镍和锌等重金属会对人体健康造成有害影响。络合、分离和去除金属离子已成为越来越有吸引力的研究领域，并导致了植物修复等新技术的发展，这些技术对理解植物金属积累具有众多的生物技术意义。
