植物微生物联合修复是在植物修复的基础上与微生物形成互惠互利的联合体。一方面，植物生长过程中通过根系为微生物生长提供生活场所；另一方面，微生物在植物体内或根际旺盛生长，可提高植物对极端温度、水分、营养条件及病原体入侵等外部胁迫的抵抗力，进而增强植物对污染物的降解或吸收转移。

在对重金属污染的修复方面，微生物在其代谢过程中可改变根际土壤重金属的生物有效性，从而有利于植物对重金属的吸收和积累；另外，微生物还能够分泌植物激素类物质、铁载体等活性物质，促进植物的生长。同时，植物根系分泌的氨基酸、糖类、有机酸及可溶性有机质等可以被微生物代谢利用，促进微生物的生长，有利于提高植物-微生物联合修复的效率。在重金属污染修复过程中，微生物主要通过两种方式提高植物修复效率：①直接活化重金属，提高植物对重金属的吸收和转运。②通过间接作用提高植物对污染物的耐受及抗逆性，从而促进植物生长，增加植物对重金属的吸收和积累。

在对有机物污染的修复方面，有机物污染土壤中有植物生长时，其根系提供了微生物生长的最佳场所，同时，微生物的旺盛生长增强了对有机污染物的降解，也使得植物有更好的生长环境，因此植物-微生物联合体系可促进有机污染物的快速降解、矿化。