A caracterização da natureza química da MOS foi foco de pesquisas até a década de 1980. Para tanto, foram utilizados métodos de fracionamento químico de compostos orgânicos solúveis com diferentes tipos de solventes, o que levou à diferenciação dos ácidos fúlvicos, ácidos húmicos e humina. Esta foi uma abordagem muito limitante para entender MOS em ecossistemas.

A partir da década de 1990, o foco mudou,o qual se centrou nos processos biológicos que controlam a formação de MOS e sua dinâmica. Foram introduzidos o fracionamento físico e a combinação de técnicas moleculares e isotópicas, que permitiram avaliar a composição, origem e transformação da MOS na matriz do solo. Análises da dinâmica de moléculas individuais levaram a uma mudança de paradigma.

A introdução de modelos de simulação forneceu uma estrutura matemática para integrar, examinar e entender a dinâmica do SOM e avaliar os impactos nos ecossistemas e gerenciar a MOS para mitigar as mudanças climáticas.