微生物是地球生物演化进程中的先锋种类，例如细菌和蓝细菌就是地球上最早出现的生命，它们在生物发展进化的初始阶段起着不可替代的作用。而且，最初的生命体还通过改变大气圈的化学组成等来改善地球环境条件，使更多的生物得以出现、生存和进化，最终构成了当今地球生物种类繁多的景象。而今来看，微生物在生态系统乃至整个生物圈的能量流动和物质循环中发挥着关键作用。土壤微生物多样性影响土壤生态系统的结构、功能及过程，是维持土壤生产力的重要组分，也是评价自然或人为干扰引起土壤质量变化的重要指标。可以说，土壤微生物多样性的生态系统服务功能是其根本价值所在。以下着重从有机物分解、物质循环和生态安全调控等3个角度，简要介绍土壤微生物多样性的生态系统服务功能。
1、土壤微生物对有机物的分解作用
微生物在生态系统中的最大价值在于其分解功能。绝大多数微生物作为异养生物，它们分解着生物圈内存在的动物、植物和微生物的残体以及各种复杂有机物质，吸收某些分解产物，最终将有机物分解成简单的无机物，如CO2、H2O、NH3、SO24-和PO34-，这些无机物又可以被初级生产者利用，再次参与物质循环。尤其是一些特殊物质，如腐殖质、蜡和许多合成化学物质，只有微生物才能分解。如果没有微生物，地球上的动植物残体将堆积如山，长期存留于人类生存的环境中，生物所需的各种营养元素终将消耗殆尽，人类社会势难世代绵延向前发展。
2、土壤微生物在物质循环中的作用
地球上的大部分元素均以不同的循环速率参与生物地球化学循环。生命物质的主要组成元素(C、H、O、N、P、S)循环很快，少量元素(Mg、K、Na、卤族元素)和微量元素(Al、Co、Cr、Cu、Mo、Ni、Se、V、Zn)则循环缓慢。少(微)量元素中的Fe、Mn、Ca和Si是例外，Fe和Mn以氧化还原的方式快速循环，而Ca和Si在原生质外的其他结构中含量很高。C、N、P、S的循环受2个主要的生物过程控制，一是光合生物对无机营养物的同化，二是后来进行的有机物的生物矿化。尽管所有生物都参与生物地球化学循环，但微生物在有机物的矿化中起决定性作用，例如地球上90%以上有机物的矿化均是由细菌和真菌完成的。
3、土壤微生物的生态安全调控机能
土壤质量是指土壤容纳和净化污染物质、维护和保障绿色植物生长以及满足人类其他合理需求的综合能力量度，而土壤微生物在维护土壤健康、保障土壤可持续利用和调控生态安全等方面发挥着重要作用。例如，丰富而稳定的土壤微生物多样性有利于保持土壤肥力、防控土传病害、促进农业增产、保障产品质量;另从直接生产生物质角度来看，某些土壤真菌的大型子实体也可被食用或药用。其次，土壤微生物种质资源在修复污染环境方面也大有作为，尤其在土壤修复、水体治理、固废处理过程中可以起到关键性作用，利用微生物分解有毒有害物质的生物修复技术被公认为治理大面积污染区域的一种有价值的方法。