Профиль почв имеет следующее морфологическое строение:
А — гумусовый горизонт мощностью 20-25 см, буровато- или коричнево-серый, комковато-порошистой структуры; на старопахотных и целинных землях в верхней части горизонта А обособляется осветленный подгоризонт неясной чешуйчато-слоеватой структуры; вскипание отмечается с поверхности или на некоторой глубине в горизонте А;
B1 — переходный горизонт мощностью 15-20 см, светлее предыдущего, но более яркой бурой окраски, призмовидно-крупно-комковатой структуры, граница часто резко языковатая, вскипает; в солонцеватых почвах горизонт уплотнен, по граням структурных отдельностей отмечается буровато-коричневая глянцевая корочка;
В2 — переходный горизонт мощностью до 40 см, неоднородно окрашен, палево-бурый с отдельными гумусовыми затеками, крупнокомковато-призмовидной структуры;
ВСК — иллювиально-карбонатный горизонт, начало его отмечается на глубине 40-80 см, буровато-палевого цвета, сильно уплотнен, призмовидной структуры с обильными выделениями карбонатов в виде белоглазки;
С — карбонатная материнская порода с выделениями гипса на глубине 100-150 см, рыхлее предыдущего и несколько влажнее. Глубина выделения карбонатов, гипса и легкорастворимых солей может сильно варьироваться; в профиле почв межгорных котловин Восточной Сибири выделения гипса и легкорастворимых солей часто отсутствуют.
Каштановые почвы глинистого и суглинистого механического состава в верхнем горизонте содержат 2,5-4,0% гумуса, а легкосуглинистого и супесчаного — 1,5-2,5%. В составе гумуса содержится примерно равное количество фульвокислот и гуминовых кислот, нередко фульвокислоты преобладают над гуминовыми кислотами. Емкость поглощения — 20-30 мг-экв на 100 г почвы, в составе обменных оснований 85-97% приходится на кальций и магний и 3-15% — на натрий. Реакция верхних горизонтов нейтральная или слабощелочная (pHH2O 7,2-7,6) и щелочная в нижних горизонтах. В несолонцеватых разностях каштановых почв отсутствует дифференциация профиля по содержанию илистых частиц и полуторных окислов.