Занимая переходное положение от лесной зоны к лесостепи, территория области характеризуется сложным почвенным покровом. Основными типами почв являются дерново-подзолистые, серые лесные почвы и черноземы. Интразональные почвы: пойменные и болотные, в виде небольших пятен, островков или лент, включаются в основные типы почв области. Иногда на одном сравнительно небольшом участке встречаются все три типа почв. Например, на севере Щекинского района распространены серые лесные почвы, на северо-западе - дерново-подзолистые, а на юге - черноземы. В земельном фонде области около 46,4% занимают черноземы, серые лесные почвы - около 34,8%, дерново-подзолистые - 16,1% и пойменные - 2,7%.
Дерново-подзолистые почвы распространены преимущественно в западной и северо-западной частях региона, прилегающих к реке Оке, а также на правобережье реки Упы в районе Тульских засек. Почвообразующими породами здесь служат покровный суглинок, подстилаемый мореной или валунным суглинком, а в приокских районах - также древне-аллювиальные и водноледниковые пески и супеси. Степень оподзоленности почв усиливается по мере движения с востока на запад. В том же направлении изменяется механический состав почв: от тяжелосуглинистого к легкосуглинистому и даже к песчаному в приокской полосе. Серые лесные почвы расположены сплошным массивом в центральных, северных и северо-восточных районах области. Они встречаются также в левобережной части Белевского района, а в черноземной части региона - небольшими участками по левому берегу реки Красивая Меча и в междуречье рек Дон - Мокрая Табола.
Почвообразующей породой серых лесных почв, как правило, служит бескарбонатный тяжелый покровный суглинок, а для темно-серых лесных почв черноземной части региона - выщелоченный тяжелый суглинок. Содержание гумуса повышается от светло-серых лесных почв, примыкающих к области распространения дерново-подзолистых почв (1,2 - 1,4%), к темно-серым лесным (2,3 - 3,8, и даже до 6,3%). При этом растет и мощность гумусового горизонта: с 17 до 36 см.
Черноземы - третий зональный тип почв региона. В области они представлены 2 подтипами: оподзоленными черноземами и выщелоченными черноземами. Они приурочены к южной и юго-восточной частям области. Северная граница черноземов в нашем регионе имеет резкий характер. Она совпадает с границей распространения карбонатных лессовидных суглинков, на которых и образовались эти черноземы, и проходит примерно по линии городов Мценск - Одоев - Тула - Венев.
Многие исследователи отмечали большую пестроту почвенного покрова черноземной части области, где среди массивов этих почв встречаются вкрапления серых и темно-серых лесных почв. Кроме оподзоленных и выщелоченных черноземов здесь изредка можно найти притеррасные и смытые черноземы, а на юго-востоке области еще и лугово-черноземные почвы.
Оподзоленные черноземы не формируют сплошных крупных массивов, а чередуются с участками серых лесных почв и выщелоченных черноземов. По мере движения на юг и юго-восток площади оподзоленных черноземов уменьшаются, а площади выщелоченных, напротив, увеличиваются. По содержанию гумуса черноземы делятся на малогумусные (менее 6%), среднегумусные (от 6 до 9%) и собственно черноземы (более 9%). Наибольшую площадь в области занимают среднегумусные черноземы, хотя встречаются небольшие участки и черноземов двух других типов.
Особую разновидность почв области составляют пойменные почвы, распространенные в поймах и иногда на первых надпойменных террасах рек Оки, Упы, Дона и некоторых их притоков. Их общая площадь в регионе составляет около 70 тыс. га или 2,7% от всей территории области. Пойменные почвы плодородны, они содержат до 7% гумуса. В условиях избыточного увлажнения пойменные почвы сменяются полуболотными и болотными почвами.
Следует отметить, что в распределении основных зональных почв области также наблюдается асимметрия: смена типов почв идет не с севера на юг, а с северо-запада на юго-восток. Причиной этого явления является климатическая асимметрия территории региона.