Właściwości sorpcyjne gleb odnoszą się głównie do kationów, które mogą być wymieniane równoważnikowo na dowolny kation. Sorpcja wymienna anionów nie została dotychczas w dostatecznym stopniu wyjaśniona.
Pojemność sorpcyjna jest to całkowita ilość kationów zarówno o charakterze zasadowym (Ca, Mg, K, Na i inne), jak i kwasowym (H, Al i inne), które może być związana przez glebę. Wielkość pojemności sorpcyjnej wyrażamy w milirównoważ-nikach na 100 g gleby.
Sorpcja kationów odbywa się głównie między powierzchnią fazy stałej gleby a roztworem glebowym, tj. fazą płynną. Między tymi dwiema fazami ustala się pewien stan dynamicznej równowagi.
Schemat cząstki koloidu glebowego, naładowanego ujemnie i wysy-conego różnymi kationami
W miarę zwiększania się w roztworze glebowym stężenia jakiegoś kationu wypiera on inny kation lub kationy z fazy stałej gleby do roztworu; przede wszystkim są wypierane te kationy, których stężenie w roztworze jest najmniejsze.
W sorpcji kationów nie bierze udziału cała faza stała gleby, lecz tylko jej najbardziej aktywna część. Tę aktywną pod względem sorpcyjnym częścią gleby są cząstki ilaste (< 0,002 mm). Cząstki o średnicy większej tylko już nieznacznie przyczyniają się do wiązania jonów na swej powierzchni.
W związku z tym gleby o większej zawartości cząstek koloidalnych wykazują dużą wymienną pojemność sorpcyjną w stosunku do kationów. Wzrost ten nie jest jednak proporcjonalny do wzrostu zawartości cząstek ilastych w glebach, gdyż zależy w dużym stopniu od składu i budowy tych cząstek.