土壤呼吸是指土壤中的植物根系、食碎屑動物、真菌和細菌等進行新陳代謝活動.消耗有機物，產生二氧化碳的過程。土壤呼吸的嚴格意義是指未擾動土壤中產生二氧化碳的所有代謝作用。土壤呼吸可分為自養呼吸和異養呼吸，前者指根呼吸和根際微生物呼吸，后者指土壤微生物和動物呼吸。
土壤呼吸簡單的說就是指土壤釋放二氧化碳的過程，和人的呼吸一樣。土壤中的微生物的呼吸、作物根系的呼吸和土壤動物的呼吸都會釋放出大量的二氧化碳。土壤呼吸是表征土壤質量和土壤肥力的重要指標，也可以反應生態系統受到環境變化的影響。當然，土壤呼吸還為植物提供光合原料二氧化碳。
土壤呼吸是土壤生態系統碳素循環的一個重要過程，是土壤碳素同化異化平衡作用的結果，也是碳素由陸地生態系統返回大氣的主要途徑，是土壤中生命活動的表征，準確測定其釋放量是評價生態系統中生物學過程的關鍵；通過對土壤呼吸及其相關參數的監測，可估測根系和土壤微生物對氣候變化的響應。
土壤呼吸測量系統，可以同時顯示呼吸室內部的CO2濃度、溫度和濕度變化以及外部光合有效輻射強度。廣泛應用于農業生態科研、碳源碳匯研究、全球氣候變化、土地利用方式改變、生態修復研究、土壤微生物活力評估、植物生態研究、昆蟲呼吸、根系呼吸以及水果貯藏。
