Под влияние на разнообразието от природни фактори, в равнинната и хълмисто-планинската част на Софийската котловина са формирани 13 почвени типа. Софийското поле е заето предимно от канелени горски почви. Те са формирани върху разнообразни почвообразуващи материали (пясъчници, андезити, варовици и др.) под изключителното въздействие на широколистна горска растителност. Тези почви са разпространени до 700-800 m надм. в.
Ограничено разпространение в по-високите участъци, заети с излужени канелени горски почви, имат и канелено-подзолистите горски почви. На северния склон на Витоша, Люлин, Лозенска планина и южния склон на Стара планина, на площи със значителен наклон, са разпространени и плитки канелени горски почви. Канелените горски почви притежават редица неблагоприятни водно-физични и химични свойства. По-ограничено разпространение имат ливадно-канелените почви в ниските части на релефа. Там подпочвените води са разположени близо до повърхността и благоприят стват развитието на ливадна растителност. Въпреки високото естествено плодородие на ливадно-канелените почви, в резултат на многовековното им използване те са силно обеднели на хранителни вещества и имат влошени физични свойства, поради което се отличават със сравнително ниско плодородие.
Излужените чернозем-смолници са разпространени в същите райони, в които са разпространени и канелените горски почви. Двата почвени типа образуват една зона, но смолниците заемат по-ниските части на релефа. Те са формирани върху слабо дренирани участъци, където вследствие на по-голямото овлажнение се е развила ливадна и ливадно-блатна растителност, която е причината за формирането на дебел хумусен хоризонт. Смолниците се отличават с добро плодородие, особено в години с пролетно-лятно засушаване, поради глинестия им състав, на който се дължи по-голямата им водозадържаща способност. По терасите на реките, които протичат през Софийското поле и по някои места в подножието на оградните планини, са формирани алувиално и делувиално-ливадни почви. По състав те са песъчливо-глинести. Това са плодородни почви, при които се получават високи добиви от земеделските култури.
Ограничено разпространение източно от София имат засолените и заблатените почви. Характерно за тях е, че са силно преовлажнени почти през цялата година. Заемат най-ниските форми на релефа. Това са почви с тежък глинест механичен състав, с лош въздушен и хранителен режим и с ниско естествено плодородие. Включването им в обработваемите земи, както и на торфено-блатните почви, изисква коригиране нивото на подпочвените води и химическа мелиорация.
Най-разпространени в планинските територии са кафявите горски почви. Те са формирани изключително под въздействие на горска растителност, в условията на голямо количество валежи. Почвообразуващите материали са предимно безкарбонатни скали - гранити, пясъчници, глинести шисти, гранитогнайси. Тези почви имат лек песъчлив механичен състав и често са с плитък профил. Характерна за тях е високата филтрация и ниската водозадържаща способност. Кафявите горски почви не са подходящи за земеделско ползване.
В зоната на канелените и кафявите горски почви са разпространени рендзините (хумусно-карбонатни почви). На стръмни терени те имат плитък профил, а в равнинните територии - по-дълбок профил. Образувани са под влияние на тревиста и тревисто-горска растителност, върху почвообразуващи материали, съдържащи значително количество карбонати. Плитките почви имат много ниско плодородие и използването им изисква създаването на благоприятен хранителен режим.
Най-високите билни и склонови части на релефа, с надморска височина над 1700 - 1800 т, са покрити от планинско-ливадни почви. Тези почви са формирани под въздействие на тревна и храстовидна растителност (клек, хвойна и др.), предимно върху безкарбонатни скали. Те са с лек механичен състав, със съдържание на скелетни фрагменти и пясък. Хумусното им съдържание е високо, но хумусът е груб, съставен от не напълно минерализирани органични остатъци. Те се използват главно за ливади.
Растителна покривка. В област София-град тя е разнообразна, което се дължи главно на местните природни екологични условия и на влиянието на човешката дейност върху растителността. Както климатът, така и сложният релеф, са първостепенните природни фактори за разнообразната флора на областта.
В равнинните части на Софийската котловина, които сега са заети от селскост опански култури, има тревисти видове, като садина, белизма, луковична ливадина и др. Формациите на садината включват голям брой съпътстващи видове (често над 50), като луковична метлица, очеболец, белизма, власатка, детелина и др. В тези формации често се срещат отделни представители на дървесна и храстова растителност, които са остатъци от съществувалите някога горски и храстови съобщества.
По-често се срещат зимен дъб, цер, глог и др. Формацията на белизмата на места заема големи площи - предимно на ерозираните терени. В тази формация се включват групи или отделни дървета и храсти от дъб, драка и др. Посочените тревисти формации са възникнали вторично на мястото на съществували някога и унищожени от човека гори и храстови формации от цер, благун, космат дъб, габър, драка и др. С деградацията на горите и храстовите съобщества, тревната растителност постепенно навлиза в разредените гори и храсталаци, където се формират вторични тревни съобщества. По подножията на оградните планини в миналото са били разпространени зимен дъб, космат дъб, клен, дива круша, келяв габър и някои други дървесни видове. Тези горски видове са били съпътствани от степни и ливадно-степни тревни видове, които сега се срещат само върху най-неплодородните плитки и ерозирани почви. Над 800-900 т надм. в. е развит по-влаголюбив тип гори от зимен дъб, трепетлика, габър, а на още по-голяма височина - и от бук.
Най-ниските територии на района около реките са заети от влаголюбиви тревни видове - предимно житни, бобови и разнотревие. По-широко разпространение имат ежовата главица, бялата и червената детелина, пиперичето, ливадната метлица и др. Ограничено разпространение в някои ниски форми на релефа имат ливадно-блатната и блатната растителност. На някои места са разпространени върби и тополи, а други са засадени с акация.
Животински свят. Представен е от малко на брой видове. В естествените и изкуствените водни басейни от рибите преобладават каракудата, шаранът, бялата риба, линът и кротушката. От земноводните се срещат жълтокоремната буика, голямата водна жаба и по-рядко дъждовникът. Дребните гризачи са представени главно от обикновената полевка, а ловните бозайници - от заека.
Установено е, че над София и околностите й мигрират, гнездят или зимуват около 310 вида птици. Преобладават птици, принадлежащи към фауната на студения, умерения и субтропичния климатичен пояс на Евразия. Орнитофауната на града е доста динамична, което е свързано със сезонните миграции на птиците. Изследванията на орнитолозите показват, че над София съществува интензивен нощен полет. Идентифицирани са сива и нощна чапла, калугерица, черен бързолет, кукувица, беловежд дрозд, червеногръдка и др. От арктическите видове са установени гмуркачи, поен лебед, червеногуша, голяма и малка белочела гъска, планинска и кадифяна потапница, северен мишелов, сребрист дъждосвирец, трипръст пясъчник, сив кривоклюн, брегобегачи, водобегач, снежна овесарка. Околностите на София представляват своеобразен миграционен кръстопът и място за хранене и почивка за чайковите птици, въпреки че районът на основните им местообитания е морският бряг.
За обитаващите населените места домашни гълъби са характерни също миграции на далечни разстояния. В София се появяват птици, опръстенени в Унгария, Германия, Италия и други страни. В резултат от нарастването на София и урбанизирането на околностите й някои птици са напуснали града. Не гнезди вече в околностите черният щъркел, напуснал е централните паркове козодоят, няма го вече и водният кос. Същата съдба имат белият щъркел, качулатата чучулига, селската лястовица.