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，包括三個生物學過程，即土壤微生物呼吸、根系呼吸和土壤動物呼吸，以及一個非生物學過程，即含碳礦物質的化學氧化作用，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，自養型呼吸消耗的底物直接來源于植物光合作用產物向地下分配的部分，而異養型呼吸則利用土壤中的有機或無機碳，土壤呼吸強度常用于衡量土壤微生物總活性，也被用于評價土壤肥力，森林土壤呼吸是陸地生態系統土壤呼吸的重要部分，其動態變化將對全球碳平衡產生深遠的影響。

土壤呼吸測定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。