表面电荷是指土壤矿物的同晶置换或表面官能团离子化产生的电荷。根据电荷产生的机理，表面电荷可以分为永久电荷和可变电荷。2：1型黏土矿物表面以永久负电荷为主，而在1：1型黏土矿物中永久负电荷很少。赤铁矿、针铁矿和三水铝石以可变电荷为主，不存在永久负电荷。土壤是一个既有永久电荷，又有可变电荷的混合体系。寒温带土壤的黏土矿物以2：1型层状硅酸盐为主，表面电荷以永久负电荷为主。热带、亚热带土壤富含高岭石和铁、铝氧化物，表面电荷以可变电荷为主。各种土壤表面电荷数量相差甚大。

表面电荷即在界面处存在的电荷。有很多过程可以使表面带电，比如离子吸附、质子化或去质子化、表面的化学基团发生电离、外加电场。表面电荷会产生电场，使粒子之间有排斥或吸引的相互作用，这是很多胶体性质的成因。

物体处于流体中一般都会带上电荷。几乎所有的流体都会含有离子，包括正离子（阳离子）和负离子（阴离子），离子与表面会有相互作用，导致有离子吸附到物体表面。

各种土壤所含矿物类型各不相同，而不同类型黏土矿物所带电荷的性质和数量相差很大。

不同粒径土壤颗粒的负电荷数量取决于其矿物组成和腐殖质含量，它们对土壤负电荷的贡献则与该粒径部分的含量有关。中国水稻土中粒径小于2pm的黏粒部分的负电荷量占总负电荷量的80%以上。

永久电荷不受pH影响，但可变电荷随pH而变。随着pH升高，可变负电荷增加，可变正电荷减少。

磷酸根等含氧酸根在土壤胶体表面的专性吸附，可增加表面负电荷。土壤表面电荷是非加和性的。这是由于土壤中的矿质部分和有机部分并不是机械混合，而是以各种化学键键合存在。不同种类的矿质胶体或有机胶体，也不是机械混合，而是相互交错、混杂包被或结合在一起。因此表面电荷的非加和性是土壤胶体组分之间相互作用的结果。

土壤表面电荷的数量可用离子吸附法（Schofield法）或电位滴定法测定。其中离子吸附法应用较广，电位滴定法多用于可变电荷体系。