植物分解作用是一個複雜的生物化學過程，涉及多種生物和物理因素。這個過程主要包括三個階段：
機械作用階段：動植物遺體首先通過物理和生物作用被分解成顆粒和碎屑，即碎裂。
生物異化作用階段：腐生生物在酶的作用下，將有機物碎屑轉變成為腐殖酸和其他可溶性有機物，然後這些物質緩慢分解，逐步變成生產者可以重新利用的無機物。
淋溶過程：可溶性物質被水淋洗出來，進入土壤。
分解作用主要由細菌、真菌等微生物以及蚯蚓等小型無脊椎動物參與。這些生物分解動植物殘骸中的多糖、蛋白質、核酸、脂類等物質，獲得能源和營養物質，並將龐大的殘骸分解清除，將其中的物質以不同的形式歸還到環境中。分解作用符合自然生態系統物質循環和能量流動的基本規律，體現了生態環境的自我修復和更新機制，對於維護生態系統平衡具有重要意義。
此外，植物分解過程中釋放的二氧化碳和水是碳循環的一部分，而碳元素以有機質的形式儲存在土壤中，參與了碳的生物循環。分解的落葉會增加土壤的腐殖質含量，改善土壤結構，提升土壤的保水和通氣性，對植物生長有積極影響。