土壤化学改良是指使用化学改良剂使土壤中过量的重金属转化为难溶的硫化物、氢氧化物、磷酸盐等物质而降低其毒性，或导致有机污染物难降解的措施。在酸性污染土中施加石灰或碱性炉灰渣以提高土壤碱度，使重金属在中性或碱性条件下形成氢氧化物沉淀以抑制其危害。如日本在被镉污染的土壤上施用石灰，对糙米含镉量的平均抑制率为30%。我国沈阳张土灌区镉污染土壤施用石灰、钙镁磷肥糙米含镉量可减少50%以上。施用有机肥、绿肥，并使加适量的硫化钠、石灰硫磺合剂等硫源物质可促使琴硫的重金属元素如镉、汞、铜、铅等在土壤还原条件下生成硫化物沉淀。施用钙镁磷肥能有效抑制镉、铅、铜、锌的活性。在Eh＞200mv的旱田中施用，可使不溶态镉增多。在砷污染土中施用磷酸盐并增施Fe2(SO4)3等化学改良剂，可生成难溶性的FeAsO4而降低其毒性。施用CaCO3对土壤中Cr6+也有明显的解毒作用。