土壤污染主要可以分为无机污染物和有机污染物，无机污染物主要包括酸、碱、重金属、盐类等；有机污染物主要包括有机农药、酚类、氰化物、石油、合成洗涤剂等。微生物肥料修复土壤的基本原理是在适当的条件 (水分、温度、pH值等)下，肥料中的微生物菌群与土壤中原有的有益微生物共同形成优势菌群，促进土壤生态系统中碳、氮、氧等元素的良性循环，从而修复土壤生态环境系统，使生态系统达到新的稳定的平衡。

其中，微生物肥料对无机污染物的修复机理是微生物肥料进入土壤生态系统后，好氧菌、厌氧菌等微生物益生菌群，通过自身的生物反应，降低土壤的酸度，提高土壤的pH值，从而降低土壤中有害重金属的毒害；同时肥料中的微生物菌可以将重金属固定，促使土壤中活性重金属变为有机结合态，形成过滤层和隔离层，降低作物对土壤中重金属的吸收，从而避免土壤中重金属等有害物质或其分解产物通过 “土壤-植物-人体”，或通过 “土壤-水-人体”间接被人体吸收，损害身体健康。

微生物肥料在对土壤中农药等有机污染物修复方面的作用是降低病虫害的防治次数，降低农药的使用量，从而减少农药在作物中的残留量。其一，微生物肥料能改变土壤耕作层微生物区系，在作物根系周围形成优势菌落，从而强烈抑制病原菌繁殖，降低病虫害发生次数；另一方面，微生物在其生命活动过程中产生多种物质，如激素类、腐植酸类以及抗生素类，这些物质能刺激作物生长健壮，增强作物自身抗病害能力。