土壤有机质对土壤的作用主要体现在对土壤肥力的影响上，具体包括为农作物提供养分；增强土壤的保肥、保水及缓冲能力；改善土壤物理性质，促进团粒结构的形成；降低土壤重金属及农药污染；提高作物的生理活性等。
1.农作物的养分来源
土壤有机质是一种稳定且长效的氮源，大量的调查资料显示，我国可利用土壤中约80%以上的氮以有机态形式存在。与此同时土壤有机质还含有作物所需的各种营养元素，各种营养成分会随着有机质的不断矿化成为矿质盐类（如铵盐、硫酸盐、磷酸盐等）以一定的速率逐渐释放出来，从而供作物及土壤微生物吸收利用。此处需要特别说明的是土壤有机质的腐殖物质作为一个整体虽然矿化速度很慢，但其含氮多的组分却极易矿化，其氮素矿化率可达到4-6%，从而为作物提供充足的氮源。
伴随土壤有机质分解和转化的过程会产生多种有机酸和腐殖酸，促进土壤中矿物质的溶解，提高土壤养分的可利用率。此外土壤有机质可与土壤中多种金属离子结合形成络合物，从而避免金属离子的沉降，增加土壤养分的有效性。
土壤有机质的分解、土壤微生物及作物根系的呼吸作用会产生大量的二氧化碳，粗略估计每年可达1.35×1011吨，该部分碳源基本可以满足陆地植物的需求量，可视为作物生长重要的碳素营养来源，由此可见土壤有机质的分解是自然界中二氧化碳的重要来源也是作物生长的重要养分来源。
2.增强土壤的保肥、保水及缓冲能力
土壤有机质是疏松多孔且亲水的胶体，因此能帮助土壤吸收并保持大量水分。据研究资料表明土壤内腐殖物质的吸水率高达5000~6000 g/kg，能大大地提高土壤的保水能力。土壤有机胶体表面巨大，带有正、负电荷，且以负电荷为主，因此可吸附作为养料的阳离子如K+、NH4+、Ca2+、Mg2+等。通过离子吸附大大降低了这些养料离子的流失，从而起到保肥作用，作物还可随时通过根系附近的H+离子或其他阳离子将这些养分离子交换出来，供作物吸收利用。
腐殖质保存阳离子养料的能力要比矿物质胶体大几十倍，通常腐殖质的吸收量为150~400 cmol/kg。因此，保肥力很弱的砂土在增施有机肥料后，在增加土壤中养分含量的同时，也改善了土壤的物理性质，从而提高土壤保肥能力。
土壤有机质分解转化过程中产生的腐殖酸是一种含有许多酸性功能团的弱酸，因此它能提高土壤对酸碱变化的缓冲能力，有机质含量高的土壤通常缓冲能力较强。
3.改善土壤物理性质
土壤有机质在土壤中主要是以胶膜的形式包被在矿物质土粒的表面上，由于其是一种胶体且粘结力优于砂粒，因此土壤有机质的提高有助于增加砂土的黏性，从而促进团粒结构的形成。此外土壤有机质松软、絮状、多孔的物理性质，又可使黏粒变得松软，且降低黏性，从而使土壤中的硬块散碎成团粒。这也说明了有机质的加入可改变砂土分散无结构的状态，又可改变黏土坚固的团块结构状态，从而改善土壤的通气性、透水性和保水性。对于农耕来讲，提高了土壤的耕性，降低了翻耕土地的人工成本，提高了耕作的质量与效率。
春耕时期气温较低，土壤有机质可加深土壤颜色，从而帮助土壤更好地吸收热量，增加土壤温度。由于土壤有机质热容量小，且导热性良好，因此同样的光照条件下有机质丰富的土壤不仅温度更高，且温度变化更小，更有利于春播作物的早发速长。
4.降低土壤重金属及农药污染
土壤有机质有助于消除土壤中的农药残毒和重金属污染，降低酸性介质中Al、Mn、Fe的毒性。现有研究表明土壤有机质分解过程中的产物——褐腐酸能吸收溶解三氮杂苯除莠剂及残留在土壤中的某些农药，如DDT在0.5%褐腐酸钠水溶液中的溶解度可增加20倍，便于其更好的从土壤中排出，从而减少对作物的毒害和污染。
5.提高作物的生理活性
土壤有机质可有效的改变作物体内的糖类代谢，促进还原糖的积累，提高细胞渗透压，从而有效增加作物的抗旱性能。在种子萌发过程中增加过氧化酶的活性，提高种子对养分的吸收能力，促进作物生长。土壤有机质产生的褐腐酸除有助于土壤污染的清除外，还可加强作物的呼吸作用，提高作物养分吸收，加速细胞生长，增强作物根系发育。
6.土壤有机质的获取途径
补充土壤有机质的途径，一是作物根茎和根系分泌物及地上部凋落物，通过作物本身的轮作和栽培来获得；二是施用有机肥来增加土壤肥力，除传统农业有机肥料以外，可选择生物藻菌肥，其通过构建健康稳定的土壤生态系统来实现农业的提质增效。生物藻菌肥相较于传统有机肥，除可持续稳定地提供作物所需的营养元素外，还可吸附降解土壤中的重金属、无机盐、农药、酚类、烷类等有机物，且具有更长的时效性，环境友好型绿色肥料的施用将是未来绿色农业发展的必然选择。