大豆根由主根、支根和根毛组成。初生根由胚根发育而成.支根在发芽后3d出现，根的大豆根系发达，根量的生长一直延续到地上部分不再增长为止。在耕层深厚的土壤条件下，大豆根系发达，80%集中在5-20 cm土层内，主根在地表下10 cm以内比较粗壮，愈下愈细,几乎与支根很难分辨，人土深度可达60 - 80 cm。支根是从主根中柱鞘分生出来的。一次支根先向四周水平伸展，远达30~40 cm,然后向下垂直生长。一次支根还再分生二、三次支根。根毛是幼根表皮细胞外壁向外突出而形成的。根毛寿命短暂，大约几天更新一次。 根毛密生 使根具有巨大的吸收表面。
随大豆根系的生长,土壤中原有的根瘤菌(rhizobia)沿根毛或表皮细胞侵人，在被侵人的细胞内形成感染线，根瘤菌进人感染线中，感染线逐渐伸长,直达内皮层,根菌瘤也随之进入内皮层中,在这里根菌瘤的后产物诱发细胞进行分裂,形成根瘤( nodule)的原基。大约在慢入后1周，根瘤向表皮方向隆起，侵人后2周左右，皮层的最外层形成了根瘤的表皮,皮层的第2层成为根瘤的形成层，接着根瘤的周皮、厚壁组织层及维管束也相继分化出来。根瘤菌在根瘤中变成类菌体。根瘤细胞内形成豆血红蛋白,根瘤内部呈红色，此时根瘤开始具有固氮(nitrogenfration)能力。
大豆根瘤中的类闲体具有固氮酶。在固氮酶的催化作用下，根瘤菌能将空气中的氮转化为NH,与a一酮戊二酸结合成谷氨酸,并以这种形态参与代谢过程。大豆植株与根瘤菌之间是共生关系。大豆供给根瘤糖类,光合产物的12%左右被根瘤菌所消耗.而根瘤菌供给寄主以氨基酸，一般地说，根瘤菌所固定的氮可供大豆一生需氮量的1/2~3/4。这说明，共生固氮是大豆的重要氮源，而单靠根瘤菌固氦是不能满足其需要的。据研究，植物生长早期固氮较少，自开花后迅速增长，开花至青粒形成阶段固氮最多，约占固氮总量的80%，在接近成熟时固氮量下降。
