La fase gaseosa es el resultado de la interacción del aire atmosférico y los gases que se forman en el suelo. Tiene un contenido de dióxido de carbono más alto que el aire atmosférico — 0,3-1%, a veces hasta 2-3% o más, y un contenido de oxígeno más bajo. La fase gaseosa se caracteriza por una gran movilidad, que depende de muchas condiciones: el contenido de materia orgánica, las condiciones meteorológicas, la naturaleza de la vegetación, etc.

Un contenido suficiente de oxígeno en el suelo crea condiciones favorables para la actividad de los microorganismos aeróbicos. Por el contrario, la falta de oxígeno crea condiciones para el desarrollo de bacterias anaerobias, que suelen ser patógenas para las plantas.

El volumen de aire del suelo está en equilibrio dinámico con la fase líquida: a más agua, menos aire. Los procesos de intercambio de gases en el suelo tienen lugar continuamente como resultado de la descomposición de la materia orgánica, la respiración de las raíces de las plantas y los organismos del suelo, así como algunas reacciones químicas. Como resultado del intercambio de gases, el aire de la superficie se enriquece con dióxido de carbono, mejorando las condiciones para la fotosíntesis. Cuando el dióxido de carbono interactúa con el agua en la fase líquida, se produce una ligera acidificación de la solución del suelo por la reacción:

CO₂ + H₂O ⇔ H⁺ + HCO₃^—.

La acidificación promueve la conversión de algunos minerales en fase sólida, como el fosfato y el sulfato de calcio, en formas accesibles para las plantas. Al mismo tiempo, un exceso de dióxido de carbono provoca una falta de oxígeno y crea condiciones anaeróbicas, lo que se observa cuando los suelos se riegan y compactan en exceso. La falta de oxígeno en la fase gaseosa inhibe el crecimiento y el desarrollo de microorganismos y plantas, interfiere en la absorción de nutrientes y aumenta los procesos de reducción en las fases líquida y sólida.

El aire del suelo se concentra en los poros no capilares, es decir, en los grandes espacios del suelo. Si todos los poros están llenos de agua, el aire del suelo se desplaza; por el contrario, si el suelo está seco, el aire llena todos los poros, capilares y no capilares.

La mejor relación agua/aire se da en suelos sueltos, estructuralmente cultivados y labrados. La regulación de los regímenes hídricos y aéreos de los suelos mediante tratamientos adecuados en combinación con la aplicación de fertilizantes y mejoradores mejora la nutrición radicular y aérea de las plantas, aumentando así la cantidad y calidad de la producción y contribuyendo al desarrollo de la biota del suelo.