土壤栽培的作物根系生活在具有良好的缓冲作用的土层之中，这土层充满着水溶液和空气。作物需要的水分和养分可通过根系从土壤中吸取。土壤不仅能支持植物，提供根系生长的环境，同时还不断地提供营养、水分和氧气给作物根系吸收。保持在土壤孔隙中的水分和溶解的盐分等构成土壤溶液，作物根系主要是从土壤溶液中吸收养分。

  土壤中存在的养分包括有机的和无机的两大类，都必须通过微生物等作用分解成简单可溶的化合物，溶于土壤水才能被作物吸收利用。土壤养分的主要来源靠施肥予以补充，但施肥主要是以氮、磷、钾三要素。土壤空气状况，微生物活动，土壤酸碱度等对作物根系养分的供应起着重要作用。施入土壤中的肥料由于土壤对肥料的固定以及肥料的分解、挥发以及随着灌溉水、雨水的径流、下渗等的流失，因而肥料的利用率较低。

  而无土栽培的作物根系是生长在人工配制的营养液或固体基质中，它们的缓冲性能较差。因此，易受到外界条件的影响，如酸碱度、浓度、养分之间的平衡等的影响，调控与管理需较高的技术。由于无土栽培使用的营养液，均是采用可溶性的无机盐配成的，更易于被作物所吸取，能及时而有效地满足作物生长对营养的需要，更能够促使作物生长迅速及产量的提高，而且肥料的利用率也较高。

  一般地，无土栽培的肥料利用率可达90-95%以上;无土栽培的产品也比土壤栽培的高出一倍以上。无土栽培不存在着像土壤栽培那样的水分渗漏、土径流等问题。因此，其水分的利用率远高于土壤，一般无土栽培的水分消耗只有土壤的1/10-1/5。