در علوم مهندسی ، خاک مخلوط غیر یکپارچه‌ای از دانه‌های کانیها و مواد آلی فاسد شده می‌باشد که فضای خالی بین آنها توسط آب و هوا (گازها) اشغال شده است. خاک به عنوان مصالح ساختمانی در طرح‌های مهمی در مهندسی عمران بکار گرفته می‌شود و همچنین شالوده اکثر سازه‌ها بر روی آن متکی است.
بنابراین مهندسان عمران باید بخوبی خواص خاک از قبیل مبدا پیدایش ، دانه بندی ، قابلیت زهکشی آب ، نشست ، مقاومت برشی ، ظرفیت باربری و غیره را مطالعه نمایند. مکانیک خاک شاخه‌ای از علوم مهندسی است که به مطالعه مشخصات فیزیکی و رفتار توده خاکی تحت بارهای وارده می‌پردازد. مهندسی پی ، کاربرد اصول مکانیک خاک در مسائل عملی است.
تاریخچه عملیات خاکی را می‌توان به دوره‌های دور تاریخ بشری نسبت داد و آن را با قدمت پیدایش شهرنشینی یکی دانست. حفر قناتها ، کانالهای آبرسانی ، ایجاد پلها و سدهای محکم و سایر بناهایی که آثار آنها در کشورهای دنیا از ده‌ها قرن قبل تا کنون به یادگار مانده است، همه از مواردی است که به نحوی با عملیات خاکی ارتباط دارد.
سیر تحولی و رشد
توجه به بررسی و مطالعه خاک با یک دیدگاه مهندسی و به منظور تحلیل ریاضی خواص آن ، از قرن 18 میلادی آغاز شد و در واقع اولین بار در عین حال مهمترین رابطه ساده در زمینه مکانیک خاک ، در سال 1773 توسط کولمب یک مهندس ارتشی فرانسه ارائه گردید.

از ابتداي تاريخ انسان همواره در جنگ با محيط طبيعي خود بود و پيشرفت خود را در پيروزي و برتري بر طبيعت مي دانست. اين امر با تشكيل جوامع مدني و آشنايي ملل با علوم و فنون، هر روز گسترده تر شد و بر دامنه تسلط انسان بر طبيعت افزوده شد و با پيشرفت هايي كه حاصل شد علوم متعدد شكل گرفت و اما با شكل گيري و پديد آمدن علوم جديد تهاجم به طبيعت مخصوصاً در صد سال گذشته به شكل بي رحمانه تر از قبل جريان پيدا كرد و همين امر موجب شكل گيري علم جديدي به نام علم اكولوژي شد كه با همه علوم در تضاد بود و انسان متمدن در جوامع پيشرفته آن را براي حفظ محيط طبيعي خود همگام با پيشرفت در ساير علوم مورد استفاده قرار داد. به طور كلي در بين علوم بشري اكولوژي تنها علمي است كه به عواقب علم و تكنيك مي انديشد و نگران افزايش دخالت انسان در طبيعت است و به همين دليل كشورهاي پيشرفته جهان سعي مي كنند با تكيه بر اين علم اكوسيستم طبيعي خود را حفظ كنند و طبيعت را كه مايه اصلي زندگي نسل هاي آينده است، فداي پيشرفت هاي مادي نكنند و با توجه به موقعيت سرزمين كشورشان برنامه هاي عمراني. خود را در همه زمينه هاي اقتصادي به مرحله عمل درآورند اين امر كه در بسياري از كشورهاي جهان از اهميت زيادي برخوردار است و از نظر علمي و عملي به آن توجه شده در كشور ما مورد توجه قرار نگرفته و حتي دانشگاه تهران بعد از 70 سال هنوز درس اكولوژي را به درستي آموزش نمي دهد و عملاً نيز به طرز افسارگسيخته و بي رحمانه اكوسيستم طبيعي و اكوسيستم كشاورزي كشور مورد هجوم قرار گرفته است، و اين در حالي است كه كشور ما از نظر اكوسيستم طبيعي داراي بيشترين ميدان هاي اكولوژي تقسيم شده در سطح كره زمين است و اگر قطب بندي كشاورزي و ديگر قطب بندي هاي اقتصادي انجام گيرد، مسلماً اكوسيستم متنوع طبيعي كشور ما به طور شايسته يي محفوظ خواهد بود و بخش كشاورزي نيز دچار ضرر و زيان ناشي از هجوم به طبيعت نخواهد شد. اين امر از آن جهت مورد توجه است كه اكوسيستم هاي طبيعي و كشاورزي در واقع زنجيره يي به هم پيوسته هستند و هرگونه تخريب در محيط طبيعي، در واقع ضربه زدن به منابع حياتي مورد استفاده در بخش كشاورزي و تخريب بنيه پايه يي و بالقوه بخش كشاورزي است.