多层土壤监测，不同的土壤层，随着时间的推移在未受干扰的土壤中自然形成。土壤层的形成称为土壤地貌学，层的类型表示土壤的秩序。像其他自然过程一样，地平线的年龄随着深度的增加而增加。

在每个层位都有一个土壤传感器很有用的原因是因为不同的层位具有不同的水文特性。一些层位将具有高水力传导率，因此土壤水分的波动更大更快。一些层位将具有更大的体积密度和更低的有效孔隙度，因此具有更低的饱和度值。一些地层将有粘土膜，在田间持水量比其他土壤层长。结合准确的土壤传感器，了解土壤层位将使用户能够构建更完整的土壤中水运动图。存在于地表附近的地平线厚度可达 6 至 40 厘米。一般来说，随着深度的增加，粘土含量增加，有机质减少，基础饱和度增加。可以通过颜色、质地、结构、pH 值和粘土膜的可见外观来识别土壤层。