خاک یک جسم سه بعدی، متحول و طبیعی است که در سطح زمین قرار دارد و محیط نمو گیاهان است، خواص آن در اثر نیروهای اقلیم و موجودات زنده بر روی سنگ مادری شکل گرفته و بر اثر پستی و بلندی و طی زمان طولانی تغییر کرده است.
برای آنکه ریشه‌های گیاه رشد و نمو کافی داشته باشند باید آب و عناصر غذایی مورد نیاز خود را از خاک جذب نمایند. اگر مقدار آب خاک کافی نباشد رشد گیاه متوقف می‌شود و یا آب از قسمتهای هوایی به ریشه منتقل می‌گردد.
ارتباط گیاه با آب عمدتا از طریق ریشه صورت می‌گیرد. بنابراین در بررسی روابط آب و خاک و گیاه باید به سیستم ریشه‌ای گیاهان و نقش آن در جذب آب و نمو گیاه نیز توجه شود. سیستم‌های ریشه‌ای در گیاه چهار وظیفه مهم بر عهده دارند كه عبارتند از: عمل كردن به عنوان لنگر گیاه، جذب آب و مواد غذایی، ساختن تركیبات آلی و ذخیره مواد غذایی مورد نیاز گیاه از طریق ریشه ها، ساقه‌ها و برگهای گیاه.
کم آبی و کاهش فشار انبساط سلولها در نمو قسمتهای هوایی گیاه نیز اثر می‌گذارد و نمو آن را با همان روشی که موجب کندی رشد ریشه می‌شود کند می‌کند. اگر قدرت نمو قسمت هوایی با طویل شدن طول ساقه سنجیده شود ملاحظه می‌گردد که هر چه مقدار رطوبت خاک افزایش یابد طویل شدن ساقه نیز بیشتر می‌شود.
وقتی مقدار آب محدود است رشد قسمتهای هوایی گیاه بیشتر در شب صورت می‌گیرد زیرا در شب سرعت تعریق کاهش پیدا می‌کند.
رطوبت خاک اثر فوق العاده ای در جذب عناصر غذایی به وسیله گیاه دارد و هرچه رطوبت خاک از رطوبت پژمردگی به سمت ظرفیت نگهداری نزدیکتر شود، مقدار جذب عناصر غذایی نیز بیشتر می‌شود. وقتی که خلل و فرج خاک از آب پر شود، آن زمان عامل محدود کننده دیگری، مانند کمبود اکسیژن، مانع جذب بیشتر عناصر غذایی توسط گیاه خواهد شد.
همچنین نیاز گیاه به 21 عنصر غذایی وجود دارد که از این تعداد کربن، اکسیژن و هیدروژن معمولا از هوا تأمین می‌شود. از این بین 6 عنصر به مقدار خیلی زیاد مورد نیاز گیاهان هستند که عبارتند از ازت، فسفر، پتاسیم، کلسیم، منیزیم و گوگرد. این عناصر اصطلاحا ماکروالمنت نام دارند. 7 عنصر دیگر که برای رشد و نمو ضرورت کامل دارند ولی مقدار نیاز گیاه به آنها کمتر است شامل آهن، منگنز، روی، بر، مس، مولیبدن و کلر است که این عناصر را میکروالمنت می‌نامند.
بطور کلی عناصر پرمصرف در ساختمان سلول واندام گیاهی مورد استفاده قرار می‌گیرند، در حالیکه عناصر کم مصرف اصولا در نظامهای حیاتی گیاه، در آنزیم و کوآنزیم ها فعالیت می‌کنند.
شایان ذکر است که فراهم آوردن مقدار آب، مواد غذایی و اکسیژن کافی در محیط ریشه برای به دست آوردن حداکثر محصول کافی نیست. اگر خاک دارای عواملی که مانع رشد گیاه می‌شوند باشد ممکن است گیاه اصولا رشد نکرده و محصولی تولید نکند. بنابراین خاک می باید عاری از عواملی چون PH افراطی اسیدی یا قلیایی، مواد سمی، املاح محلول زیاد، لایه های غیرقابل نفوذ باشد.
