В почвенном покрове Самарской луки преобладают темно-серые лесные почвы и черноземы выщелоченные. В небольшом количестве представлены дерново-карбонатные, черноземы карбонатные и аллювиальные луговые насыщенные, аллювиальные дерновые насыщенные. В очень малой степени пески слабогумусированные, черноземы оподзоленные. На склонах и днищах оврагов развиты смытые и намытые овражно-балочные и склоновые почвы.