Гумус содержит две группы соединений. Первая группа — негумусовые вещества органических остатков и промежуточных продуктов их разложения: белки, ферменты, аминокислоты, углеводы, лигнин, жиры, воски, смолы, дубильные вещества, органические кислоты, спирты, альдегиды и другие соединения. Негумусовые вещества составляют небольшую долю (не более 15%) гумуса, но их роль в почвообразовании и в развитии растений весьма значительна.
Вторую группу соединений составляют собственно гумусовые вещества. Они составляют 85-90% общего количества органического вещества в почве. Гумусовые вещества — это система высокомолекулярных азотсодержащих органических соединений циклического строения и кислотной природы. Они, взаимодействуя с минеральной частью почвы, образуют органо-минеральные комплексы.
Изучению различных групп гумусовых веществ посвящены оригинальные работы И. В. Тюрина, В. Р. Вильямса, М. М. Кононовой, Л. Н. Александровой, В. В. Пономаревой, С. С. Драгунова, И. С. Кауричева, Д. С. Орлова и других ученых.
Исследования показали, что в состав гумусовых веществ входят две основные группы гумусовых кислот: первая группа — темноокрашенные гуминовые кислоты, в пределах которых различают собственно гуминовые кислоты, ульминовые кислоты и растворимы в спирте (в отличие от остальных) гиматомелановые кислот Вторую группу составляют желтоокрашенные фульвокислоты.
Некоторые исследователи выделяют еще третью группу — гумины — комплекс гуминовых кислот и фульвокислот, прочно связанных с минеральной частью почвы.