主要是测定土壤的各种化学成分的含量和某些性质。常见的测定项目有：土壤矿质全量测定（即测定硅、铝、铁、锰、钛、磷、钾、钠、钙、镁的含量），土壤活性硅、铝、铁、锰含量测定，土壤全氮、全磷和全钾含量的测定，土壤有效养分（铵态氮、硝态氮、有效磷和钾）含量测定，土壤微量元素含量和有效性微量元素（铁、硼、锰、铜、锌和钼）含量测定，土壤有机质含量测定，以及土壤酸碱度、土壤阳离子交换量、土壤交换性盐基的组成的测定等。其中土壤矿质全量、有机质含量、全氮量、有效养分含量、土壤酸碱度、阳离子交换量和交换性盐基组成等是必须进行测定的项目，故称土壤常规分析。其他测定项目则可根据分析目的取舍。20世纪30～40年代兴起的土壤测试，也可列入土壤化学分析范畴。
土壤化学分析方法很多，经典的方法有重量法、容量法和比色法。现代实验室多采用自动化、半自动化仪器进行土壤常规分析。这种实验室通常由4个系统组成：①样品半自动粉碎系统；②样品半自动提取系统；③由自动分析仪或流动注射分析仪、原子吸收/火焰发射光谱仪、pH自动分析仪和碳氮自动分析仪等组成的自动分析系统；④中央数据处理系统。土壤矿质全量分析常用能量色散 X射线能谱法或带电粒子活化分析仪或中子活化分析仪进行。采用此法，土壤样品无需经任何处理即可直接测定，从而避免了因化学处理而造成土壤样品中成分的损失或杂质的掺入及对土壤样品的稀释作用等缺陷。
主要测定土壤中物质存在状态、运动形式以及能量的转移等。常见的测定项目有：土壤含水量、土水势、饱和和非饱和导水度、水分常数、土壤渗漏速度、土壤机械组成、土壤比重和土壤容重、土壤孔隙度、土壤结构和微团聚体、土壤结持度、土壤膨胀与收缩、土壤空气组成和呼吸强度、土壤温度和导热率、土壤机械强度、土壤承载量和应力分布以及土壤电磁性等。
土壤物理分析除经典方法外，多借助现代化仪器进行，如应用水银注入测孔仪测定土壤结构（孔径可小至5纳米）;应用磨片、光学技术及扫描电镜测定土壤结构的微域变化;应用带有电子计算机的中子-γ射线联用仪在田间直接测定土壤水分和土壤比重；应用气相色谱仪和三轴剪力仪分别测定土壤空气组成和土壤力学性质等。此外，各种型号的测温、测磁仪和土壤颗粒自动分析记录仪也为土壤物理分析提供了简捷而又精确的测试手段。
