Учёный в области изучения эрозии почв. Доктор сельскохозяйственных наук (1943), профессор (1944), академик ВАСХНИЛ (1964), был директором Почвенного института имени В.В.Докучаева. Впервые выявил распространение процессов водной и ветровой эрозии почв на территории европейской части СССР. Создал почвенно-эрозионную карту этого региона. Предложил зональные системы почвозащитных мероприятий и методику бонитировки почв на основании их свойств, коррелирующих с урожайностью сельскохозяйственных культур и продуктивностью лесных насаждений. Занимался вопросами лесного почвоведения, облесения засушливых песков. Является автором методики опытного дела на склоновых землях.
      Скончался С.С. Соболев 19 января 1980 года, похоронен в Москве на Пятницком кладбище.