土壤细菌分布广泛、数量众多，但大部分细菌只能生活在特定环境，只有少数细菌对环境的适应能力较强。从种类上看，1克土壤中可生活几万到上百万种细菌。2%的细菌广泛分布在全球近一半的土壤中，丰富度较高的细菌主要包括α-变形菌、β-变形菌、酸杆菌和浮霉菌。

从生物量上看，1克土壤中细菌数量可达千万甚至上亿个。全球尺度上，土壤细菌生物量可达7吉吨碳，其中北极和亚北极地区的细菌生物量最高。有机质含量丰富、酸碱度适宜的土壤中细菌生物量相对较高，但地上植物生物量较高的土壤，细菌生物量反而较低。

从多样性上看，全球细菌物种多样性和功能多样性在温带最高，但环境因子的影响大于地理距离。土壤细菌物种多样性主要受土壤pH、养分含量和植被生产力的影响，受气候因素的影响相对较小；而土壤细菌功能多样性主要受平均年降水量控制。