土壤固化劑的養護機理可歸納為物理機械過程、化學過程和理化過程三大過程。 物理機械過程是指土壤固化劑在土壤凝固中，將土壤材料粉碎、混合、壓實，在外力作用下，土壤的基本單元相互靠近，從而降低土壤的孔隙率，增加密實度，降低透水性， 這個過程是可逆的，土的強度會隨著外界條件的變化而變化。物理力學過程是最簡單、最基本的加固手段之一，但這個過程對於任何型別的土壤固化劑在固化土壤時都是必要的，因為固化土壤的密度和土壤固化劑在土壤中的均勻性對強度的形成有非常重要的作用。
化學過程是指土壤自身成分的化學反應以及土壤固化劑在固化土壤過程中與土壤某些成分發生的反應。 前者包括無機土壤固化劑材料本身的水解水化反應、與空氣中二氧化碳的碳酸化反應、有機土壤固化劑的聚合縮聚反應後者如土壤固化劑中的組分與土壤顆粒之間的火山灰反應，以及有機聚合物與土壤顆粒表面的絡合反應。
粉體土壤固化劑的物理化學過程主要是指土壤顆粒和土壤固化劑中各種成分的吸附過程，包括物理吸附、化學吸附和物理化學吸附。 物理吸附是指在分子力的作用下，土壤的基本單元將土壤固化劑中的某些成分吸附在其表面，從而降低表面自由能。 化學吸附是指吸附劑與被吸附物質發生化學反應，形成新的不溶性物質，吸附劑與被吸附物質之間形成化學鍵。 物理化學吸附是指土壤固化劑中某些離子與土壤表面的離子進行離子交換吸附，是土壤基本單元。在土壤養護劑與土壤發生物理化學相互作用的過程中，無機土壤養護劑主要是物理化學吸附，如無機土壤養護劑中的鈣鹽和鎂鹽溶解後，鈣離子和鎂離子與鈉離子發生交換反應，吸附在土壤的基本單元上，可以增加土壤顆粒的團聚有機土壤固化劑主要是物理吸附和化學吸附過程，如某些高分子材料基團與土壤顆粒之間的物理吸附，高分子材料與土壤顆粒的離子吸附可以進行化學吸附。
土壤養護劑的應用 上述三種工藝根據土壤養護劑成分的不同而有所不同，但這三種工藝並不是相互孤立的，而是相互關聯、相輔相成的。 在這三個過程中，只有化學過程和物理化學過程才能提高土壤的力學效能、抗滲性、耐久性等工程效能，而物理機械過程可以保證化學過程和物理化學過程發揮更好的作用。 粉狀土壤固化劑的研究大多基於水泥的加固機理，通過在各種基體材料中新增不同的活化劑來改善土壤的工程效能。 雖然土壤加固劑配方不同，但補強機理是相同的。 其作用機理一般為：當土壤固化劑與含有一定量水分的土壤混合時，發生一系列物理化學反應。 首先，在土壤中形成大量富含結晶水的針狀晶體，散布在土壤顆粒空隙中，形成強度骨架其次，將矽酸鹽水合物填充在強度骨架中，使固化體系進一步緻密最後，在活化劑的劇烈作用下，土壤固化劑與部分土壤顆粒參與化學反應，使加筋土具有不可逆性和良好的耐久性。
液態粉末補強劑的補強機理是以電化學機理為基礎，將其溶於水後形成的溶液噴灑在土壤中，溶液中的**離子可以改變土壤顆粒表面電荷的特性，降低土壤顆粒之間的排斥力，破壞土壤顆粒的吸附水膜， 提高土體顆粒間的吸附力，同時形成結晶鹽類，全面提高土體在壓實條件下的承載效能和抗滲性。