Nước trong đất hoà tan các muối khoáng của đất được gọi là dung dịch đất. Trong đất cát hạt keo sét có đường kính nhỏ hơn 0,002 mm( pha rắn ) và dung dịch đất ( pha lỏng) tương tác với nhau chung quanh bề mặt tiếp xúc giữa hai pha. Chính bề mặt này là nơi chủ yếu xảy ra các phản ứng hoá học trao đổi ion và là nơi cây trông hấp thu chất dinh dưỡng. Thường keo đất mang điện tích âm( -),để trung hoà lượng điện tích đó, một lượng dư thừa cation (mang điện tích +) buộc phải hiện diện chung quanh bề mặt keo đất hay nói cách khác là những cation này bị keo đất hút. Một số keo đất khác mang điện tích dương và có khả năng hút các anion (mang điện tích -).
Theo trên, keo đất mang điện tích âm, do đó một số cation trong dung tích đất dễ bị keo đất mang điện âm hút dính ở phía ngoài hạt keo. Tạm thời các cation không thể tách khỏi bề mặt keo đất được nếu như không có chất nào để thay thế vì cần phải đảm bảo tính trung hoà về điện tích của vật thể trong tự nhiên. Hiện tượng này gọi là sự hấp phụ ion của keo đất.
Như vậy, giữa các ion trong dung tích đất và các ion bị hấp phụ trên bề mặt keo đất có một thế cân bằng. Rễ cây trồng muốn lấy các cation cần thiết phải phóng thích ra ion H+ để đổi lấy cation trên bề mặt keo đất. Trong các trường hợp như trời mưa, bón phân vào đất… làm cho thành phần và nồng độ cation trong dung dịch đất thay đổi thì thế cân bằng này sẽ bị phá vỡ, các cation trên bề mặt keo đất sẽ hoán chuyễn với các cation trong dung dịch đất. Đây là hiện tượng trao đổi cation.
Nhờ có hiện tượng hấp phụ ion mà đất giữ được các dưỡng chất tránh được hiện tượng mất dưỡng chất do rữa trôi hoặc trực dị. Ngoài ra, các ion được thải ra cũng được đất giữ lại không thải vào nước ngầm. Tuy nhiên việc hấp phụ quá nhiều cation vào keo đất sẽ ảnh hưởng bất lợi đến sự tồn tại của vi sinh vật đất.
Nhờ hiện tượng trao đổi ion mà các cation đang bị hấp phụ trên bề mặt keo đất chuyển vào dung dịch đất cho cây trồng sử dụng ( Như NH4+, K+, Ca2+).

Cấu tạo hạt keo :
Gồm 2 thành phần chính là nhân keo và lớp điện tích kép .Nhân keo là bộ phận có khối lượng vật chất dày đặc , hầu như không biến đổi trong các quá trình biến động của hệ .Lớp điện tích kép xuất hiện do nhân keo tự điện li hoặc hấp phụ ion từ môi trường .
Lớp ion đầu tiên trên bề mặt nhân keo hình thành do quá trình hấp phụ hóa học các ion từ môi trường hoặc do nhân keo tự điện li ra được gọi là lớp ion quyết định thế -dấu của hạt keo là dấu của lớp ion này và sự xuất hiện các thế trên bề mặt hạt keo phụ thuộc vào sự hình thành và đặc tính của nó .
Lớp ion quyết định thế hút theo 1 số ion trái dấu từ môi trường tạo nên tầng hấp thụ của lớp điện tích kép.Phía ngoài tầng hấp thụ là tầng khuếch tán , gồm 1 số ion khác trái dấu với ion quyết định thế , đảm bảo trung hòa điện tích của ion keo-gồm nhân keo và tầng hấp phụ . Tầng khuếch tán ở xa nhân keo , là bộ phận linh động hơn cả trong hạt keo .Toàn bộ hạt keo là khối trung hòa điện , nhưng khi xét tính chất điện của hệ keo thì người ta quy ước lấy dấu của ion keo để chỉ dấu của hạt keo.
Chẳng hạn , hạt keo Fe(OH)3 chiếm đa số trong đất có công thức như sau (vì lí do kĩ thuật nên không đánh được rõ ràng mong các bạn thông cảm):
[(mFe(OH)3)nFeO+(n-x)Cl-}x+ xCl-
<--nhân--><----lớp điện kép--------->
<-------hạt keo (+)------------------------>
Lớp điện kép gồm tầng điện tích (+) do nFeO+ bị hấp phụ trên bề mặt nhân keo và tầng điện tích (-) của các ion Cl- .Có n ion Cl- tham gia tạo lớp kép , trong đó (n-x) ion thuộc tầng hấp phụ , còn x ion tạo nên tầng khuếch tán.
Qua đó ta có thể thấy rằng :muốn tạo hạt keo , trước hết phải có chất tạo nhân keo , thường là chất kế tủa khó tan , rồi đến ion quyết định thế .bề mặt nhân keo chỉ hấp phụ dễ dàng từ dung dịch những ion tương tự với thành phần của nhân keo .trong thí dụ trên các ion FeO+ có chứa Fe3+ , nên dễ dàng bị các hạt Fe(OH)3 hấp phụ , tạo nên lớp ion quyết định thế ;do đó hạt keo hình thành là keo (+)
Đối với keo ưa dung môi -dung dịch keo các chất cao phân tử , sự hình thành nhân keo và lớp điện tích kép không rõ rệt như ở hạt keo ghét dung môi .Các mạch polime có thể cuộn lại thành hạt , sự sắp xếp các nhóm chức hay các ion tạo nên lớp kép của hạt keo.
Nhờ có sự tập hợp nhiều phân tử , ion , như thấy trong quá trình tạo các hạt keo vô cơ , và sự cuộn lại của các mạch của hợp chất cao phân tử , như ở hạt keo ưa dung môi , mà hạt keo đạt tới kích thước trung gian từ 10-7cm đến 10-4cm trong các hệ phân tán.
Đặc điểm cấu tạo của hạt keo quyết định nhiều tính chất quan trọng của hệ keo như tích chất điện , khả năng hấp phụ , tính bền