膠結硬化是指土壤層發生非常強烈的膠結，土壤孔隙被細土粒、二氧化矽、碳酸鹽、氧化鐵、氧化錳和其他物質填充，並經固結，使土壤剖面或土壤層次膠結緊實的作用。不同生物氣候條件下，土壤的膠結硬化作用也有形式和強度上的差異。在溫和濕潤地區，土壤淋移作用活躍，土體上部的黏粒分散向下淋移,在土壤下層凝聚澱積。持久而強烈的澱積作用使土壤孔隙逐漸被黏粒填滿，形成高度緊實板結、不透水、植物根系難以穿透的黏磐。
在半濕潤、半乾旱地區，在澱積黏粒和氧化物的共同作用下，膠結硬化作用可以形成形式多樣的堅硬磐層。其中，一種由二氧化矽溶液膠結並脫水的硬磐甚至在水和鹽酸中浸泡也不會瓦解；另一種鈣磐則是由碳酸鈣對土壤進行膠結硬化而形成的，遇水也不消散。在熱帶、亞熱帶地區，受氧化鐵膠結的土壤不斷固結老化，形成鐵磐或鐵質結殼。由不同的膠結硬化作用形成各種硬化的磐層可以作為區分各種土壤的診斷層。各類硬磐不透水，植物根系難以穿透，對植物生長不利。
