人类活动将重金属加到土壤中，使其含量明显高于原土壤含量、并造成生态环境质量恶化的现象。

土壤重金属污染主要来自灌水（特别是污灌）、固体废弃物（污泥、垃圾等）、农药、肥料以及大气沉降物等。例如含重金属的矿产开采、冶炼，金属加工排放的废气、废水、废渣；煤、石油燃烧过程中排放的飘尘（含铬、汞、砷、铅等）；电镀工业废水（含有铬、镉、镍、铅和铜等）；塑料、电池、电子等工业排放的废水（含有汞、镉和铅等）；采用汞接触剂合成有机化合物（氯乙烯、乙醛）的工厂排放的废水；染料、化工、制革工业排放的废水（含有铬和镉等）；汽车废气沉降使公路两侧土壤易受铅的污染；砷被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂、除草剂而引起砷的污染。一般说来，用于校正营养缺乏而施入土壤的重金属的量很少，不大会引起污染；但重复施用亦会因累积而产生危害。含重金属的某些有机农药在降解后其重金属仍留在土壤里。污泥含较多的重金属，当用作肥料时，若使用不当必然会引起土壤污染。肥料中的重金属污染，特别是镉，主要来自磷肥，有些表土中的镉有80%来自磷肥。

污染重金属在土壤中不被生物分解，可在生物体内积累和转化，超过一定限度时便产生毒害。进入土壤中的重金属尘埃使微生物区系数量减少，酶活性降低。植物吸收重金属浓度有随土壤中施用重金属浓度的增加而增高的趋势，如在污染土壤中生产的糙米，其平均重金属含量亦较高；而对产量的影响则与重金属的种类不同有关，如铜污染对产量的影响十分明显，但铅和镉对作物产量的影响一般较小。

重金属在土壤中的行为与土壤理化性质密切相关，如水稻对镉的吸收总量随着氧化还原电位的增加和pH的降低而增加。污染重金属的生物效应与其在土壤中的溶解度和其化合物类型有着十分密切的关系，例如亚砷酸盐的毒性明显高于砷酸，即使同为砷酸盐，由于所结合的重金属离子不同，毒性也有显著差异。土壤中虽有单个重金属的污染发生，但多为伴生性或综合性的多种重金属元素的复合污染。土壤一旦遭受重金属污染就难恢复，而且，它们可通过食物链对人体健康带来威胁。汞、砷、铅能引起神经系统疾病、汞、镉能引起严重肝肾损伤，举世瞩目的“水俣病”和“痛疼病”就是分别由汞和镉引起的；砷、铬被认为有致癌作用。

防治土壤重金属污染的最根本措施是切断污染源，并要坚持各类环境标准。遭受污染的土壤可施加改良剂，如石灰、钙镁磷肥、富硅高炉渣等均可减少植物对镉的吸收。农业生态工程是改良重金属污染的有效办法，它可用来繁育良种，种植能源高粱，辟作苗圃，或种植其他非食用性经济作物。客土法亦是有效的改良措施，但投资较多。