有机质肥料施入土壤后向两个方向转化。一是把复杂的有机质分解为简单的化合物，最后变成无机化合物的过程，叫做矿质化过程；一是把有机质矿化过程形成的中间产物合成为比较复杂的化合物，即腐植质的过程，叫做腐殖化过程。
（1）矿质化过程进入土壤的有机质肥料在微生物分泌的酶（以水解酶最为普遍）的作用下，使有机物分解为最简单的化合物，最后变成二氧化碳、水和矿质养分（磷、硫、钾、钙、镁等的简单化合物或离子），同时也释放出能量。这种过程为植物和微生物提供养分和活动能量，同时有一部分最后产物或中间产物，直接或间接地影响着土壤性质，并提供合成腐植质的物质来源。这些有机质包括糖类化合物、含氮有机化合物、含磷有机化合物、核蛋白、磷脂、含硫有机化合物、含硫蛋白质、脂肪、单宁、树脂等。土壤有机质的矿化过程，一般在好气条件下进行的速度快，分解彻底，放出大量的热能，不产生有毒物质；若在嫌气条件下，则进行的速度慢，分解不彻底，放出的能量少。其分解产物除二氧化碳、水和矿质养分外，还会产生还原性的有毒物质，如甲烷、硫化氢、氢气等。旱地土壤中有机质一般以好气性分解为主，水稻田则以有机质的嫌气性分解为主，只有在排水晒田，冬种旱作时，才转为以好气性为主的分解过程。
（2）腐殖化过程该过程也是在土壤微生物所分泌的酶的作用下，将有机质分解所形成的简单化合物和微生物生命活动产物合成为腐植质。土壤腐植质的形成一般分为两个阶段：第一阶段，微生物将有机残体分解并转化为较简单的有机化合物，一部分在转化为矿化作用最终产物同时，微生物本身的生命活动又产生再合成产物和代谢产物。第二阶段，再合成组份，主要是芳香族物质和含氮的蛋白质类物质，缩合成腐植质分子。腐植质是黑褐色凝胶状物质，是一类分子量大、具有多种有机酸根离子、不均质的无定型的缩聚产物。在一定条件下，可与矿物质胶体结合为有机无机复合胶体。腐植质在一定的条件下也会矿质化，分解，但其分解比较缓慢，是土壤有机质中最稳定的成分。
