研究内容包括土壤溶液中离子的来源、含量、形态及转化，以及溶液中各种化学平衡和离子间相互作用等。土壤中的各种反应过程都是在土壤溶液中进行的，土壤矿物风化、胶体表面反应、物质运移、植物从土壤中吸取养分等都必须在土壤溶液中进行。土壤溶液化学在土壤科学和环境科学中都占有重要地位。

土壤溶液中的硅、铝、铁单体或聚合体活性强，易同土壤其他组分反应，也易相互或同其他金属离子产生溶液反应，从而对土壤形成、矿物稳定性、土壤理化性质、养分元素及污染物质的转化和有效性等产生不同程度的影响：①影响矿物稳定性。溶液中硅、铝、铁的相对含量控制土壤矿物的稳定性。②影响土壤物理性质。溶液中铝、铁水解形成的聚合物，被层状硅酸盐吸附后，以氧化铁、铝薄膜的形式覆盖在矿物表面，对土壤结构形成，尤其对团聚体的形成有很大的作用。③影响土壤化学性质。主要表现在影响土壤酸度，铝水解过程释放的氢离子是土壤酸化的重要机制之一，而羟基铁及氧化铁对酸碱反应有一定的缓冲性。④影响营养元素和污染物的转化和去向。硅、铝、铁的溶液化学反应对黏土矿物表面电荷性质均有不同程度的影响，在三种元素中，铝的溶液化学反应与电荷性质关系最大，铝和铁的聚合物被矿物表面吸附后，掩盖了原矿物表面的负电荷点，被吸附在矿物层间后，限制矿物层间的胀缩性，从而影响养分元素和污染物质的吸持和释放。例如铝、铁聚合物能够强烈地吸持磷酸根离子，并能与磷酸盐起沉淀反应。对硫酸根的吸持和解吸与对磷酸根的化学作用相似。聚合铝同样从多方面影响钾离子的活性，呈孤岛状的羟基铝聚合体在矿物层间起顶柱作用，阻止矿物层间收缩引起的固钾，可使蛭石固钾能力降低。此外，由于铝聚合体占据层间后，水化半径较大的钙离子就难进入层间，而钾离子的水化半径较小，不受影响，使土壤胶体表面的钾离子/钙离子增高。

以铁为例。土壤溶液中的铁主要来自风化过程中含铁矿物的溶解，其浓度变化很大。影响铁的溶解释放作用的因素主要有：①土壤Eh。根据能斯特公式，在土壤pH接近7时，若Eh＜100～200毫伏，土壤固相铁不稳定，容易被还原溶解进入土壤溶液中。②土壤pH。一方面，pH影响固相铁与液相铁之间的平衡，低pH可以促进平衡向液相铁浓度增加方向移动；另一方面，pH的变化还会引起Eh变化，从而影响固相铁的溶解。③有机质。有机质是土壤中主要的电子供体，能加剧还原作用，促进固相铁溶解，增加溶液中铁的含量。④矿物种类。含铁矿物种类和组成不同，铁的溶解度不一样。如非晶态的Fe(OH)₃溶度积变化范围很宽，而非晶态的Fe(OH)₂的溶解度比高价铁的要大得多。土壤溶液中铁的存在形态及组成可随土壤pH变化而变化。

铁在溶液中的化学反应主要包括铁的水解反应和聚合沉淀反应。二价铁的水解反应不易进行；三价铁的水解反应较易进行，且可水解形成Fe(OH)²⁺、Fe(OH)₂⁺、Fe(OH)₃及Fe(OH)₄^-等几种产物，其中Fe(OH)₄^-只有在很高的pH条件下才能形成，在一般土壤溶液中不存在。若铁全部以三价铁的形式存在，则土壤溶液pH必须低于零。铁在土壤溶液中的聚合沉淀的必要条件是单体Fe(OH)₃的存在。铁聚合体可以带正电荷、负电荷或不带电荷，并可以通过质子化或脱质子化过程改变其聚合体电性。此外，土壤中的配位体也可以改变铁聚体的电性，溶液中铁聚体以双聚体Fe₂(OH)₂⁴⁺最普遍，也有三聚体Fe₃(OH)₄⁵⁺或更多聚体形态存在。