Газообмен, или аэрация,  осуществляется через воздухоносные поры почвы, сообщающиеся между собой и с атмосферой. К факторам газообмена относятся: диффузия, поступление влаги в почву с осадками или при орошении, изменение температуры почвы и атмосферного давления, влияние ветра, изменение уровня грунтовых вод или верховодки.

 Диффузия — перемещение газов в соответствии с их парциальным давлением. Поскольку в почвенном воздухе 0₂ меньше, а С0₂ больше, чем в атмосфере, то под влиянием диффузии создаются условия для непрерывного поступления О₂ в почву и выделения С0₂ в атмосферу.

 Поступление влаги в почву с осадками или при орошении вызывает сжатие почвенного воздуха, его выталкивание наружу и засасывание атмосферного воздуха.  Изменение температуры почвы и атмосферного давления, ветра и уровня грунтовых вод  также вызывает объемные изменения воздуха в почве и, как следствие, общий ток его из почвы или в почву.  Все рассмотренные факторы газообмена действуют в природных условиях совместно, однако основным следует признать диффузию.

 Диффузия газов через почву  идет медленнее, чем в свободном воздухе. Об этом можно судить по отношению коэффициента диффузии в почве (Д) к коэффициенту диффузии этого же газа в атмосфере (До), которое всегда меньше единицы (табл. 38). Коэффициент диффузии равен количеству вещества, диффундирующего через 1 см² поверхности при слое 1 см и градиенте концентрации, равном единице.

По Люндегорду, коэффициент диффузии С0₂ менее 0,009 см₂/с — предел нормальной аэрации. При меньшем его значении газообмен затруднен.  Необходимая для корней растений аэрация почвы связана с переносом С02 и 02 не только через воздухоносные поры, но и через пленку воды, окружающую корни. Лемон и Эриксон предложили метод определения диффузии кислорода с учетом жидкой фазы. Скорость диффузии 0₂ ниже 20-10^-8 г▪см^-2▪мин^-1 считается критической для развития растений.  Состояние газообмена  определяется воздушными свойствами почв. К воздушным свойствам почв относятся воздухопроницаемость и воздухоемкость.

Воздухопроницаемость — способность почвы пропускать через себя воздух. Она измеряется количеством воздуха в мл, прошедшем под определенным давлением в единицу времени через площадь сечения почвы 1 см² при толщине слоя 1 см. Чем полнее выражена воздухопроницаемость, тем лучше газообмен, тем больше в почвенном воздухе 0² и меньше С0₂.

 Воздухопроницаемость  зависит от механического состава почвы, ее плотности, влажности, структуры. Воздух в почве передвигается по порам, не заполненным водой и не изолированным друг от друга. Чем крупнее поры аэрации, тем лучше воздухопроницаемость. В структурных почвах, где наряду с капиллярными порами имеется достаточное количество крупных некапиллярных пор, создаются наиболее благоприятные условия для воздухопроницаемости.

 Воздухоемкость характеризует содержание воздуха в почве в объемных процентах. Количество воздуха в почве зависит от влажности и пористости почвы. Чем выше пористость и меньше влажность, тем больше воздуха содержится в почве.

 Максимальная воздухоемкость характерна для сухих почв и равна общей пористости. Однако в природных условиях почвы всегда содержат то или иное количество воды, поэтому величина воздухоемкости очень динамична.  В воздушно-сухом состоянии воздухоемкость почвы равна разности между общей пористостью и объемом гигроскопической воды. Особое значение имеет воздухоемкость почвы, соответствующая наименьшей влагоемкости и являющаяся аналогом некапиллярной пористости. Если объем пор, занятых воздухом при наименьшей влагоемкости, составляет менее 15 %, то аэрация почв недостаточная, чтобы обеспечить благоприятный состав почвенного воздуха. Оптимальные условия для газообмена создаются при содержании воздуха в минеральных почвах 20—25 %, а в торфяных — 30—40 %.