有许多因素影响硫肥的肥效。这些因素对肥料效率的影响取决于所涉及的肥料物料的种类、土壤性质、作物种类、气候条件以及施用时间。
——元素硫
由于作物以SO42-的形式吸收硫，所以硫在它被吸收之前必须经过生物氧化。元素硫通过微生物氧化转化成SO32-。硫的生物氧化速率取决于3个因素的相互作用；（1）土壤中的微生物种群量；（2）硫磺的特征；（3）土壤的环境条件。
土壤微生物：3类细菌参与硫的氧化，第二类硫细菌利用无机硫氧化中释放出的能量将CO2固定为有机物。最重要的自养硫细菌是THIOBAULLI,它几乎主宰了土壤中所有的硫氧化过程，而且在一定的环境条件下十分活跃。
第二类硫氧化微生物是光合硫细菌Phofolifhfrophic，它利用S2-和硫作为氧化剂受体进行光合作用。第三类，是一般异氧型微生物，它们是某些土壤中数量大,作用强。硫的氧化作用在作物根际较强，因为在作物根际比非根际土壤有更多和更广的硫氧化微生物群体。某些土壤中硫氧化生物体分布稀少。使用元素硫后，氧化速率较低,因为建立起硫氧化微生物菌群需要一些时间。
土壤环境条件：在30℃以下，温度的提高使硫氧化速率增大。不同的硫氧化生物体最适宜的自然界温度不相同。但对于大多数硫氧化生物体而言，温度在25-40℃之间是理想的。
硫氧化细菌大多是好氧菌。如果由于土壤浸水而缺少O2，它们的活性会下降。土壤湿度水平接近田间持水量时对硫氧化最有利。干燥的土壤仍保有使硫氧化的能力，但是在重新湿润之后到它们重新恢复完全的能力有一个延迟期。一般说，微生物对硫的氧化作用在较宽的土壤pH值范围内都可发生，尽管某些硫细菌最佳pH值可以是4.0或更低。硫氧化微生物对土壤养分的需要与植物相同。它们会与作物争夺养料。所以施肥土壤中硫的氧化作用更快。硫杆菌需要NH4+，而NO3-有时会对它有伤害。有机物对于自养硫细菌的活性不是必不可少的。但是异氧型微生物需要有机物作为能量的来源。
硫氧化作用受硫磺颗粒大小、施用的方法和时间影响。硫颗粒的表面积与种值于缺硫土壤中玉米时硫的摄取量之间的关系几乎成理想的线性关系。
—— 硫酸盐
不管施用于土壤的硫肥是什么形式，在通气良好的土壤中最终产物总是SO42-。SO42-会与阳离子、例如土壤中的Ca2+形成溶解度很小的盐类。硫酸盐与土壤中的CaCO3形成共沉淀对植物是相对不易吸收的，而它是石灰质土壤中总硫的重要部分。由于硫酸根是阴离子,溶解度大，SO42-很容易通过淋溶流失。在湿度大的地区，SO42-通常淋溶到下层土壤并可能在其中积聚。但是，可溶的SO42-盐类常常淋溶到根区以下。
许多高度风化的土壤具有相当高的SO42-吸附能力。但是，这一反应是可逆的。作物可以利用吸附的SO42-。SO42-的吸附通过减少淋溶流失和控制SO42-向作物根部以外的地方迁移，有助于保存硫肥和土壤本身的硫。高度风化的土壤中吸附的SO42-对硫的需求有很重要的贡献，因为在表土中被吸附的SO42-通常不到总硫的10%，但是在下层土壤中吸附态硫可占总硫的1/3。
土壤对硫酸根的吸附决定于溶液中硫酸根的浓度。使用含硫肥料后,土壤溶液中SO42-浓度增大,从而增强SO42-的吸附。施撒过石灰和磷酸盐肥会降低土壤吸附SO42-的能力。这些措施在短期内可提高土壤中硫酸盐的含量，但长期效应而言，很可能由于流失更多而加速表土中硫的衰竭。硫酸盐吸能力还随着土壤中粘土的含量增加而提高。一般说，粘土矿物对SO42-的吸附遵循以下次序：高岭土>伊利土>蒙脱土。水合氧化物，象Al和Fe的氧化物在许多土壤中起着吸附大部分SO42-的作用。
一般而言，种植于砂质土壤上的作物较容易缺硫，因为这些土壤的有机物和粘土含量常常较低，导致SO42-容易流失, 特别是在降雨量大的地区。在这样的条件下，硫磺肥料可能比硫酸盐速效肥料更好。在某些地区，可能需要既含有SO42-又含有元素硫的肥料，以便延长作物可摄取硫的时间。这些措施在一些湿度大的地区被采用。
在某些C/S比或N/S比高的土壤中也可能发生硫的固定作用. 而C/S比或N/S比低的土壤则有利于硫的矿化作用（无机盐化）。因而一般土壤机物含量高, 硫的有效性也高。种植于有机物含量小于1.2%-1.5%的土壤上的谷物常需施用硫肥。
硫酸盐在高度嫌气土壤中可被细菌还原形成H2S，随后再与重金属反应而生成高度不溶性的硫化物。如果土壤系统后来被氧化，这些硫化物氧化成元素硫，再通过生物氧化过程转化为H2SO4，引起土壤酸化。
