纤维素是由几百或者几千个以上D-葡萄糖分子通过b-1,4-葡萄糖苷键连接而成的链状大分子多糖。土壤中的真菌、细菌和放线菌均可分解纤维素。这些微生物通过分泌纤维素酶催化分解纤维素。

已知的纤维素分解模式主要有两种。一种是以丝状真菌为代表的、通过分泌胞外游离纤维素酶来实现纤维素的分解。纤维素酶主要由b-1,4-内切葡聚糖酶，b-1,4-外切葡聚糖酶和b-葡萄糖苷酶组成。b-1,4-内切葡聚糖酶随机水解切断纤维素分子链，使纤维素分子链暴露更多的还原端或者非还原端，而后通过b-1,4-外切葡聚糖酶的作用催化释放纤维二糖，再通过b-葡萄糖苷酶将纤维二糖分解为单分子葡萄糖。

另一种纤维素分解模式是厌氧细菌利用复合纤维素小体的模式。纤维小体是由多种纤维素酶、半纤维素酶依靠“锚定-黏附”机制形成的一种结构化的多酶复合体结构，它可以通过细胞黏附蛋白附着在细胞膜上，呈封闭状态。当其接触纤维素底物时封闭结构打开，将菌体固定在底物上，催化结构域与纤维素充分接触，从而高效彻底地分解纤维素。

土壤中纤维素的分解强度受土壤温度、水分、通气、养分和土壤pH等因素的影响。通常，碳/氮低的土壤中纤维素分解较快；好氧条件下分解较快；一定温度范围内，较高温度下的土壤纤维素分解较快；中性至微碱性土壤中的纤维素分解较快，酸性土壤可通过施入适量石灰降土壤酸度才加速纤维素分解。