Pedobioloģija pēta augsnes dzīvo organismu un abiotiskās (nedzīvās) vides mijiedarbību, īpaši saistībā ar barības vielu apriti un augsnes struktūras veidošanos, bioloģiskās daudzveidības pastāvēšanas nosacījumus un antropogēno ietekmi uz augsnes organismiem.

Augsne ir vēsturiski izveidojies ilgstošas dzīvo organismu, cilmieža (smilts, grants, māla, dolomīta), ūdens un gaisa nepārtrauktas darbības rezultāts. Augsnē ir liela sugu daudzveidība: neskartā augsnē var būt vairākas mugurkaulnieku un slieku sugas, 20–30 ērču sugu, 50–100 kukaiņu sugu, desmitiem nematožu sugu, simtiem sēņu sugu, tūkstošiem baktēriju un aktinomicētu (baktēriju ar zarojošiem filamentiem) sugu. Pie augsnes organismiem pieskaita arī tos, kas apdzīvo robežjoslu starp augsni un zemsedzi. Augsnes dzīvie organismi – mikroorganismi, sēnes un dzīvnieki – veido edafonu. Nozīmīga tā sastāvdaļa ir augu saknes. No dzīvo organismu biomasas 25–30 % veido augsnes dzīvnieki, 70–75 % – baktērijas, aktinomicētes, sēnes, aļģes. Augsnes organismu biomasa sasniedz 3–5 t/ha, t. i., 0,3–0,5 kg/m². Ja no augsnes izdala dezoksiribonukleīnskābes (DNS), tad 1 gramā var konstatēt 6–10 tūkstošus dažādu genomu.

Augsnes procesu izzināšana ir svarīga lauksaimniecības produktivitātes nodrošināšanai, nenoplicinošai apsaimniekošanai, kā arī augsnē dzīvojošo kaitēkļu un augu slimību bioloģiskajai kontrolei. Lauksaimniecībā svarīga arī mikorizas (sakņu-sēņu simbiozes), slāpekļa fiksācijas ar gumiņbaktēriju līdzdalību un denitrifikācijas procesu izpēte. Mūsdienās papildus klasiskajiem pētījumiem aktuāls ir jautājums par augsnes biotas lomu metāna (CH₄) izdalīšanā, augsnes oglekļa (C) uzkrāšanā humusvielu veidā. Augsne ir galvenā sauszemes organisko vielu noārdīšanās vieta. Tajā noārdās 60–90 % no sauszemes ekosistēmu primārās produkcijas. Organisko vielu noārdīšanās nosaka augsnes auglību, struktūru un augu augšanu.

Pedobioloģija ir starpdisciplināra zinātne, kas ietver bioloģijas, augsnes zinātnes un ekoloģijas atziņas. To iedala augsnes mikrobioloģijā un augsnes zooloģijā jeb pedozooloģijā. Pastāv vēl sīkāks iedalījums, piemēram, augsnes protistoloģija. Pedobioloģija saistīta ar augsnes fiziku, augsnes ķīmiju, molekulāro bioloģiju, bioģeogrāfiju, organismu ekofizioloģiju.

Bioloģiskās daudzveidības teorija uzsver, ka augsnē ir lielākā sugu daudzveidība sauszemes ekosistēmās. Ekoloģiskā teorija akcentē visu augsnes komponentu – augu, dzīvnieku, mikroorganismu, augsnes, atmosfēras, hidrosfēras – savstarpējo atkarību. Evolucionārā teorija apskata augsnes veidošanos, kas var ilgt gadu simtiem. Izveidojusies augsne ir stabila un spēj aizvietot funkcijas starp tajā dzīvojošiem organismiem, savukārt lauksaimnieciskā darbība izjauc augsnes līdzsvaru, veicinot tās degradāciju. Bioindikācijas teorija raksturo augsnes organismu spēju uzrādīt augsnes degradācijas pakāpi un dažādu faktoru ietekmi. Svarīgs rādītājs pedobioloģijā ir augsnes elpošanas aktivitāte, kas parāda sakņu, dzīvnieku un mikroorganismu kopējo aktivitāti.

Pētniecības metodes atbilst dzīvā organisma izmēram un fizioloģijai. Mikroorganismu izpētei izmanto izolēšanu no augsnes, kultivēšanu un noteikšanu. Mikrofaunas (vienšūņu, nematožu, gauskāju, virpotāju u. c.) konstatācijai augsni aplej ar ūdeni, jo šie dzīvnieki ir fizioloģiskie hidrobionti (aktīvi tikai tad, kad augsnē ir brīvais ūdens). Pēc tam šos dzīvniekus novēro mikroskopā. Nematodēm izmanto Bērmaņa piltuves. Mezofaunu (ērces, zirnekļus, sīkos kukaiņus, māņzirnekļus, mitrenes u. c.) no augsnes ekstraģē ar Tullgrena tipa fotoeklektoriem. Savukārt makrofaunu (sliekas, daudzkājus, lielos kukaiņus u. c.) sijā caur sietiem vai izlasa ar rokām. Gliemežu izpētei augsnes paraugus izžāvē, sijā caur sietiem un izlasa īpatņus ar rokām. Virsaugsnes faunas izpētei izmanto dažādu modifikāciju Bārbera tipa lamatas. No augsnes izlidojušus kukaiņus uztver ar teltsveida Malēzes tipa lamatām. Abiotisko faktoru (augsnes granulometriskā sastāva, mitruma, pH, organisko vielu sastāva u. c.) noteikšanai izmanto laboratorijas metodes. Mūsdienās klasiskās izpētes metodes papildina augsnes organisma genoma (DNS, ribonukleīnskābes (RNS)) noteikšana, izmantojot polimerāzes ķēdes reakciju. Datus analizē, izmantojot daudzfaktoru biometrijas metodes.

Jau pirms vairāk nekā 11 000 gadu (līdz ar zemkopības sākumu) cilvēkiem bija priekšstats, ka ražu nosaka augsnes auglība. Tomēr līdz pat 20. gs. sākumam pētījumi bija galvenokārt aprakstoši, pievēršot vērību sugu daudzveidībai un organismu blīvumam dažādās augsnēs. Lielāka interese bija par augsnes organismu noderību lauksaimniecībā, piemēram, tika noskaidrota slieku un citu dzīvnieku loma augsnes auglības paaugstināšanā. 20. gs. augsnes pētījumu centrā ienāca ekoloģija. 20. gs. 80. gados veidojās augsnes funkcionālā ekoloģija, kas pētīja trofiskās (barības ķēžu) attiecības starp sugām, barības vielu apriti un augu atlieku noārdīšanos, kā arī augsnes lomu ekosistēmu funkcionēšanā un globālo pārmaiņu ietekmi uz augsnes organismiem.

Mūsdienās pedobioloģijā ienāk jaunas tehnoloģijas – molekulārās metodes, kas ļauj izprast augsnes biotas daudzveidības regulējošos mehānismus, daudzveidības funkcionālo lomu, augu-augsnes mijiedarbību, augsnes organismu atbildi uz globālajām izmaiņām. No empīriskas zinātnes pedobioloģija pāriet uz augsnes procesu modelēšanu. Modelēšana ir jauns virziens, kura attīstību apgrūtina tas, ka augsnē procesi nav tieši pārskatāmi un ir garas un sarežģītas trofiskās ķēdes.

Galvenie pētījumu virzieni ir bioloģisko procesu modelēšana un augsnes dzīvo organismu sabiedrību dinamika, kas ietver pētījumus par šo sabiedrību ekoloģiju un funkcionēšanu, kā arī noskaidro saistību starp organismiem un abiotisko vidi, elementu apriti, minerālo vielu un organisko savienojumu pārveidošanos. Tiek pētīta arī fizikāli-ķīmisko augsnes faktoru ietekme uz bioloģiskajiem procesiem. Nozīmīgi pētījumi tiek veikti populāciju ekoloģijā un molekulārajā ekoloģijā (ietverot ģenētisko daudzveidību), kā arī augsnes ekosistēmu pakalpojumos.

Vadošās pētniecības iestādes: Nacionālais augsnes resursu institūts (The National Soil Resources Institute) Lielbritānijā, Vageningenas Universitātes Pētījumu centrs (Wageningen University Research Centre) Nīderlandē, Helmholca Vides pētījumu centrs (Helmholtz Zentrum für Umweltforschung) un Brēmenes Universitātes Vides pētījumu un ilgtspējīgu tehnoloģiju centrs (Universität Bremen, Zentrum für Umweltforschung und nachhaltige Technologie) Vācijā; Amerikas Savienoto Valstu Lauksaimniecības departaments (United States Department of Agriculture), Maskavas Valsts Universitātes Ekoloģiskās augsnes zinātnes institūts (Московский государственный университет, Институт экологического почвоведения) un Krievijas Zinātņu akadēmijas A. Severcova Ekoloģijas un evolūcijas problēmu institūts (Российская академия наук, Институт проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова) Krievijā, Nacionālais lauksaimniecības pētniecības institūts (L’Institut national de la recherche agronomique) Francijā, Ķīnas Zinātņu akadēmijas Pielietojamās ekoloģijas institūts (中国科学院沈阳应用生态研究所, Institute of Applied Ecology).

Svarīgākie periodiskie izdevumi: Soil biology and biochemistry (kopš 1969. gada, Elsevier), European Journal of Soil Biology (kopš 1993. gada, Elsevier), Soil Science (kopš 1916. gada, Kluwer), Biology and Fertility of Soils (kopš 1985. gada, Springer), Applied Soil Ecology (kopš 1994. gada, Elsevier), Pedobiologia (kopš 1961. gada, Elsevier).

Par augsnes zinātnes aizsācēju pasaulē atzīst krievu ģeologu Vasīliju Dokučajevu (Василий Васильевич Докучаев), kurš 19. gs. beigās izveidoja augšņu klasifikāciju un lika pamatus augšņu ģenēzei. Līdz ar to Krievijā izveidojās spēcīga augsnes ekologu skola, no kuriem izcilākie pārstāvji ir Merkurijs Giļarovs (Меркурий Сегеевич Гиляров) un Dmitrijs Krivoluckis (Дмитрий Александрович Kриволуцкий). Viņi augsnes organismus pētīja ne tikai no ekoloģiskā, bet arī no evolucionārā un ekofizioloģiskā viedokļa. Augsnes mikrobioloģijas pamatlicējs ir padomju mikrobiologs Nikolajs Krasiļņikovs (Николай Александрович Kрасильников). Neatkarīgi no krievu un padomju pētniekiem tradicionāli spēcīga pedobiologu skola izveidojās arī Vācijā, kuras izcilākie pārstāvji ir Volframs Dungers (Wolfram Dunger) un Hartmuts Kēlers (Hartmut Köhler). Viņu galvenais ieguldījums ir augsnes organismu ekoloģijas izpētē. Līdz 20. gs. 80. gadiem bija uzkrāta plaša faktu informācija par augsnes organismiem. Jaunu impulsu izpētē sniedza Maikla Svifta (Michael John Swift) vadītā pētnieku grupa ASV, publicējot fundamentālu darbu “Noārdīšanās sauszemes ekosistēmās” (Decomposition in terrestrial ecosystems, 1979) par organisko vielu sadalīšanos sauszemes ekosistēmās un dzīvo organismu lomu tajā. Šis darbs deva izpratni par sauszemes ekosistēmu virsaugsnes un augsnes vienotību, kā arī stimulēja starpnozaru pētījumus.