如果水溶性磷转移至土壤固相后仍能释放进溶液，满足作物生长的需要，则不能视为磷的固定。只有当土壤固相磷不能被释放，或释放速度很慢，无法满足作物的正常生长需要时，才认为磷被固定。磷在土壤中的固定主要由吸附固定和化学反应固定两种。

土壤对磷的吸附可分为离子交换吸附和配位吸附两类。离子交换吸附又称非专性吸附，指酸性条件下，土壤中的铁、铝氧化物，能从介质中获得质子而使本身带正电荷，并通过静电引力吸附磷酸根阴离子。与配位吸附相比，其吸附性较弱，被吸附的磷酸根较容易被其他阴离子解吸。反应式为：

配位吸附又称专性吸附，指磷酸根离子置换土壤胶体表面金属原子配位壳中的—OH或—OH₂配位基，同时发生电子转移并共享电子对，而被吸附在胶体表面上。配位吸附不管黏粒带正电荷还是负电荷，均能发生，其吸附过程较缓慢。吸附初始阶段，磷（）与土壤胶体表面上的—OH进行配位交换，释放出OH⁻，形成单键吸附，随着时间的推移，被吸附的磷酸根会与相邻的—OH发生第二次配位交换，进一步释放OH⁻，形成双键吸附（见图）。当由单键吸附逐渐过渡到双键吸附生成稳定的环状化合物时，土壤中磷的有效性会大幅度降低。磷的吸附主体是土壤中的碳酸钙、无定形氧化铁和氧化铝、土壤黏粒等。

磷在土壤中的配位吸附固定

土壤中磷化合物的沉淀作用也是磷在土壤中被固定的重要机理。一般在土壤溶液中磷的浓度较高，且土壤中有大量可溶态阳离子存在和土壤pH较高或较低的情况下，沉淀作用是引起磷被固定的决定性因素。相反，在土壤磷浓度较低，土壤溶液中阳离子浓度也较低的情况下，吸附作用才占主导。

土壤中的磷和其他阳离子形成固体而沉淀，在不同的土壤中，由不同的体系控制。在石灰性土壤和中性土壤中，由钙镁体系控制，土壤溶液中磷酸根离子以为主要形态。以Ca²⁺为例，与土壤胶体上交换性Ca²⁺经化学作用产生Ca-P化合物。化学反应固定过程为：①磷被碳酸钙吸附。②被吸附的磷与碳酸钙反应生成磷酸二钙（CaHPO₄·2H₂O）。③磷酸二钙缓慢地向溶解度更小的磷酸八钙[Ca₈H₂(PO₄)₆·5H₂O]转变，并缓慢地转化为更稳定的磷酸十钙[即羟基磷灰石，Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂]。随着这一转化过程的进行，生成物的溶解度逐渐减小，生成物在土壤中趋于稳定，磷的有效性降低。

在酸性土壤中，磷的化学反应固定由铁铝体系控制。酸性土壤中的磷酸根离子主要以形态存在，酸性的磷酸根溶解土壤中的铁铝矿物，并与铁离子和铝离子反应生成无定形的磷酸铁(FePO₄·nH₂O)和磷酸铝（AlPO₄·nH₂O）。无定形的磷酸铁和磷酸铝会进一步水解，形成结晶性好的盐基性磷酸铁[Fe(OH)₂H₂PO₄]和磷酸铝[Al(OH)₂H₂PO₄]，再进一步形成最为稳定的粉红磷铁矿（FePO₄·2H₂O）和磷铝石（AlPO₄·2H₂O），磷有效性显著降低。与此同时，由于土壤中的磷酸铁盐在风化过程中的水解作用，无定形磷酸铁、磷酸铝表面会形成三氧化二铁（Fe₂O₃）膜包裹，形成闭蓄态磷（O—P），很难被作物吸收。

在中性和石灰性土壤中，由于土壤中含有大量的碳酸钙，所以当磷肥施入土壤后，以碳酸钙对磷的固定为主。在酸性土壤中，磷主要被土壤中所含有的大量无定形氧化铁和氧化铝所固定。