Почвы в подзоне южной тайги формируются в условиях плоского рельефа водоразделов и высокой заболоченности территории. Это определило широкое развитие торфяно-болотных почв. На суходолах преобладают дерново-подзолистые и собственно подзолистые почвы.
В южной части подзоны сформировались светло-серые лесные и серые лесные оподзоленные почвы.
В поймах рек Тобол, Иртыш и Демьянка – аллювиальные почвы, реже дерново-глеевые, луговые, лугово-болотные, дерново- и торфянисто-подзолисто-глеевые.
В подтайге сформировались серые лесные почвы,
в сочетании с дерново-подзолистыми, в понижениях – луговые и торфяно-болотные. На низких террасах распространены низинные торфяные почвы.
Приречные дренированные территории занимают сочетания серых лесных почв с лугово-черноземными, реже черноземами.
В лесостепной зоне все дренированные территории представлены серыми лесными почвами и черноземами выщелоченными.
На правом берегу Тобола залегают песчаные подзолы.
На остальной территории сформировались луговые, черноземно-луговые, лугово-болотные.
На поверхности вечная мерзлота отсутствует и встречается лишь редкими отдельными пятнами в аномальных природных условиях, либо как перелетки.
На некоторой глубине залегает нижний (реликтовый) слой мерзлоты.