Para investigar los efectos del riego por goteo acoplado agua-fertilizante-aire en el estado de salud del suelo, incluyendo la aireación del suelo (SA), la actividad enzimática (EA) y la biomasa microbiana (MB), y su relación de respuesta, se llevó a cabo este experimento en invernadero utilizando tomate como cultivo de prueba, y se diseñaron dos gradientes de fertilización de 135 y 180 kg N·ha, dos niveles de riego de 0.6 y 1.0 veces el coeficiente del cultivo-pan, y dos tratamientos de aireación de 5 y 15 mg·L para el experimento de bloque completamente aleatorio de tres factores y dos niveles. Los efectos de la concentración de oxígeno disuelto en el suelo, la tasa de difusión de oxígeno, la tasa de respiración del suelo, la ureasa del suelo, la catalasa, las actividades de fosfatasa y la biomasa microbiana del suelo fueron monitoreados y analizados sistemáticamente a mediados y al final del crecimiento del cultivo. Se utilizó un modelo de ecuaciones estructurales para analizar de manera integral la relación de respuesta entre los factores relevantes. Los resultados mostraron que el riego por goteo acoplado aumentó el oxígeno disuelto en el suelo, la tasa de difusión de oxígeno y la tasa de respiración del suelo en un 14.05%, 30.14% y 53.74%, respectivamente. La ureasa del suelo, la catalasa y las actividades de fosfatasa aumentaron en un 22.83%, 93.01% y 61.35%, respectivamente. La biomasa de bacterias, hongos y actinomicetos aumentó en un 49.06%, 50.18% y 20.39%, respectivamente. Los resultados de un análisis del modelo de ecuaciones estructurales mostraron que el riego por goteo acoplado agua-fertilizante-aire podría mejorar efectivamente el estado de salud del suelo, y el orden descendente de influencia fue MB > EA > SA. Este estudio proporciona conocimiento científico para revelar la mejora del estado de salud del suelo mediante el riego por goteo acoplado agua-fertilizante-aire.