Свойства верхнего почвенного слоя, питающего растения, оказывают огромное влияние на плодородие земли и количество труда, затрачиваемого на обработку. Главные физические свойства почвы, влияющие на плодородие, суть: глубина почвенного слоя; плотность и связность почвенных частиц, отчего зависит большая или меньшая трудность обработки; влагоемкость, т. е. способность удерживать известное количество воды; водопроницаемость, т. е. степень просачивания через почву атмосферной воды; испаряемость, т. е. быстрота испарения воды; капиллярность, т. е. высота и скорость поднятия воды в почве снизу вверх. Водопроницаемостью, испаряемостью и капиллярностью определяется характер почвы по степени ее влажности, а от степени влажности в прямой зависимости находится и плодородие почвы. Весьма многие растения страдают даже при 20-процентном содержании воды в почве; наиболее благоприятно для развития большей части растений содержание воды в 40–60 %.
Для плодородия почвы имеют также большое значение газообмен — быстрота обмена углекислоты из почвы с кислородом из воздуха, теплопроводность и поглотительная способность почвы, т. е. способность удерживать из растворов некоторые вещества, например, калий, аммоний и фосфорную кислоту. На последнем свойстве основаны системы удобрения искусственными туками.
Что касается химического состава почвы, то на первом плане стоит отношение органических веществ (перегноя) к минеральным. Значительная примесь перегноя окрашивает почву в темных цвет и создает тип так называемых перегнойных почв, из которых наибольшим плодородием отличается чернозем.
От степени плодородия почвы, от системы и интенсивности ее обработки зависит так называемая пищевая площадь, т. е. поверхность земли, потребная для пропитания одного человека. От свойств почвы зависит также "рабочая площадь", т. е. пространство земли, которое при данной системе хозяйства и орудиях может быть возделано одним человеком.
Известная часть почвенной поверхности совсем не годна для обработки (болота, пески, солончаки, горные высоты). В Европейской России неудобные земли занимают 0,2 всей площади; всего более неудобных земель на севере (в Архангельской губернии более половины всего ее пространства), всего менее — в центральных губерниях (10 %).
Климат страны зависит от действия многих факторов, главнейшими из которых являются температура, влажность (количество осадков), атмосферное давление, ветры. Действие всех этих составных элементов климата изменяется в зависимости от географического положения страны (расстояние от экватора), высоты над уровнем океана, близости моря, влияния морских течений, расположения горных хребтов. Климатические элементы воздействуют на хозяйственную деятельность человека как непосредственно, так и через влияние на окружающую растительность. Количество солнечного света и тепла, нужного для созревания растений, есть величина определенная для каждого данного случая. Поэтому возможность в данной местности культуры какого-нибудь растения находится в зависимости от средней годовой температуры места. Для многих растений имеет значение не только общее годовое количество тепла, но и распределение его в течение года, так как одни растения не выносят холода ниже известного предела, а другие — требуют для своего созревания знойной температуры. Линии, соединяющие места с одинаковой средней годовой температурой (изотермы), или с одинаковой средней температурой самого жаркого месяца (изотеры), или самого холодного месяца (изохимены), определяют и границы поясов растительности. Так например, изотера +14 °C. представляет северную границу земледелия в России, изотера +22 °C. — границу винограда.
Урожайность почвы и качество произведений зависят от среднего годового количества тепла. Для прорастания растений температура воздуха не может быть ниже 6 °C. Число дней в году с такой температурой в Архангельске — 125, в Киеве — 200, в Поти — 330.