В отличие от атмосферы, газовый состав свободного почвенного воздуха не постоянен. Он непрерывно изменяется в связи непрекращающимся взаимодействием между твердой, жидкой, газообразной и живой фазами почвы.
В свободном почвенном воздухе концентрация кислорода иногда снижается более чем в 2 раза, а количество углекислого газа может быть выше в десятки и даже сотни раз по сравнению с атмосферным.
При хорошем газообмене почвенного воздуха с атмосферой даже у почв с высокой биологической активностью чрезмерно высокого накопления диоксида углерода не происходит. Вместе с тем в пере увлажненных почвах тяжелого гранулометрического состава, характеризующихся плохой аэрацией, содержание СО2 может превышать 6% и более, а количество О2 опускаться до 15% и ниже. Еще большее содержание СО2 и меньшее содержание О2 наблюдается в свободном почвенном воздухе заболоченных почв.
Азот, кислород и диоксид углерода, содержащиеся в свободном почвенном воздухе, называются макрогазами.
К микрогазам относятся закись и оксид азота, оксид углерода, предельные и непредельные углеводороды, водород, сероводород, аммиак.