土壤固化剂的养护机理可归纳为物理机械过程、化学过程和理化过程三大过程。 物理机械过程是指土壤固化剂在土壤凝固中，将土壤材料粉碎、混合、压实，在外力作用下，土壤的基本单元相互靠近，从而降低土壤的孔隙率，增加密实度，降低透水性， 这个过程是可逆的，土的强度会随着外界条件的变化而变化。物理力学过程是最简单、最基本的加固手段之一，但这个过程对于任何类型的土壤固化剂在固化土壤时都是必要的，因为固化土壤的密度和土壤固化剂在土壤中的均匀性对强度的形成有非常重要的作用。
化学过程是指土壤自身成分的化学反应以及土壤固化剂在固化土壤过程中与土壤某些成分发生的反应。 前者包括无机土壤固化剂材料本身的水解水化反应、与空气中二氧化碳的碳酸化反应、有机土壤固化剂的聚合缩聚反应后者如土壤固化剂中的组分与土壤颗粒之间的火山灰反应，以及有机聚合物与土壤颗粒表面的络合反应。
粉体土壤固化剂的物理化学过程主要是指土壤颗粒和土壤固化剂中各种成分的吸附过程，包括物理吸附、化学吸附和物理化学吸附。 物理吸附是指在分子力的作用下，土壤的基本单元将土壤固化剂中的某些成分吸附在其表面，从而降低表面自由能。 化学吸附是指吸附剂与被吸附物质发生化学反应，形成新的不溶性物质，吸附剂与被吸附物质之间形成化学键。 物理化学吸附是指土壤固化剂中某些离子与土壤表面的离子进行离子交换吸附，是土壤基本单元。在土壤养护剂与土壤发生物理化学相互作用的过程中，无机土壤养护剂主要是物理化学吸附，如无机土壤养护剂中的钙盐和镁盐溶解后，钙离子和镁离子与钠离子发生交换反应，吸附在土壤的基本单元上，可以增加土壤颗粒的团聚有机土壤固化剂主要是物理吸附和化学吸附过程，如某些高分子材料基团与土壤颗粒之间的物理吸附，高分子材料与土壤颗粒的离子吸附可以进行化学吸附。
土壤养护剂的应用 上述三种工艺根据土壤养护剂成分的不同而有所不同，但这三种工艺并不是相互孤立的，而是相互关联、相辅相成的。 在这三个过程中，只有化学过程和物理化学过程才能提高土壤的力学性能、抗渗性、耐久性等工程性能，而物理机械过程可以保证化学过程和物理化学过程发挥更好的作用。 粉状土壤固化剂的研究大多基于水泥的加固机理，通过在各种基体材料中添加不同的活化剂来改善土壤的工程性能。 虽然土壤加固剂配方不同，但补强机理是相同的。 其作用机理一般为：当土壤固化剂与含有一定量水分的土壤混合时，发生一系列物理化学反应。 首先，在土壤中形成大量富含结晶水的针状晶体，散布在土壤颗粒空隙中，形成强度骨架其次，将硅酸盐水合物填充在强度骨架中，使固化体系进一步致密最后，在活化剂的剧烈作用下，土壤固化剂与部分土壤颗粒参与化学反应，使加筋土具有不可逆性和良好的耐久性。
液态粉末补强剂的补强机理是以电化学机理为基础，将其溶于水后形成的溶液喷洒在土壤中，溶液中的**离子可以改变土壤颗粒表面电荷的特性，降低土壤颗粒之间的排斥力，破坏土壤颗粒的吸附水膜， 提高土体颗粒间的吸附力，同时形成结晶盐类，全面提高土体在压实条件下的承载性能和抗渗性。