研究植物生命活動規(guī)律,揭示植物生命現象本質的科學.其目的在于認識植物的物質代謝、能量轉化和生長發(fā)育等的規(guī)律與機理、調節(jié)與控制以及植物體內外環(huán)境條件對其生命活動的影響.基本內容主要由細胞生理,代謝生理,生長發(fā)育生理和逆境生理4個部分組成。

　　植物生理學的孕育階段

　　這一階段是叢1627年荷蘭人凡·海爾蒙特(J.B.van Helmont)做柳條實驗開始，到19世紀40年代德國化學家李比希(J.von Liebig)創(chuàng)立植物礦質營養(yǎng)學說為止，共經歷了200年的時間。

　　植物生理學的誕生和成長階段

　　這一階段從1840年李比希礦質營養(yǎng)學說的建立到19世紀末德國植物生理學家薩克斯和的學生費弗爾所著的兩部植物生理學專著問世為止，經歷了約半個世紀的時間。

　　植物生理學深化階段

　　20世紀是科學技術突飛猛進的世紀，也是植物生理學快速發(fā)展的世紀。

　　細胞生理

　　細胞是植物生命活動的基本單位，是各種生理活動與代謝過程的組織基礎。細胞生理主要包括細胞的結構和功能，細胞的生物化學，細胞器的結構和功能等，是學習其他各部分的基礎。

　　代謝生理

　　植物代謝生理是植物生理學的核心內容之一。主要研究植物的水分代謝，礦質營養(yǎng)，光合作用,呼吸作用，植物體內有機質的轉化，運輸等各種生理活動規(guī)律和代謝過程，他們是各種生命活動的基礎和微觀體現。

　　生長發(fā)育生理

　　生長發(fā)育是植物生命活動的外在表現，包括兩方面內容：一是由于細胞數目的增加，細胞體積的擴大而導致植物體積和重量增加的生長過程；二是由于新器官的不斷出現帶來的一系列肉眼可見的形態(tài)變化，即形態(tài)建成，具體表現為種子萌發(fā)，根.莖.葉的生長，直到開花、結實、衰老，死亡等的發(fā)育過程。

　　逆境生理

　　逆境又稱環(huán)境脅迫是指對植物生長發(fā)育的不良環(huán)境條件的總稱。主要研究植物在各種逆境脅迫下生命活動規(guī)律極其適應和抵抗逆境的生理機制，他們是逆境下各種生命活動的整合，與植物在正常，適宜環(huán)境條件下的生理過程不同，有其自身的規(guī)律和特點，隨著生態(tài)環(huán)境的惡化，逆境生理是今后值得研究的另一大課題。

　　綠色植物的特殊功能。它們有光合色素，能吸收太陽光。色素在受激發(fā)后發(fā)生電荷分離，電子經過一系列的載體傳遞后，引起氧化還原反應：在一端分解水分子，放出氧氣；另一端還原輔酶Ⅱ，同時造成質子(氫離子)轉移，形成葉綠體中類囊體膜內外的電位差和氫離子濃度差，推動腺苷三磷酸（ATP）的合成。這樣 ，將光能轉變成還原輔酶Ⅱ與ATP中的化學能，最后經過一系列的酶反應，把從空氣中吸入的CO2固定并還原成碳水化合物。

　　可以分為兩大方面  ，一方面是合成代謝——將光合作用產生的比較簡單的有機物通過一系列酶反應，組成更復雜的包括大分子的有機物如蛋白質，核酸、酶、纖維素等，構成植物身體的組成部分；或貯存物如淀粉、蔗糖、油脂，以供其生命活動中所需的能量。另一方面是分解代謝——把大分子的物質水解（或磷酸解）成為簡單的糖磷酯 ，再經過糖酵解形成丙酮酸，同時產生少量的ATP和還原的輔酶（NADH或NADPH）。

　　同動物一樣，植物也進行呼吸，但沒有像鰓、肺那樣專門進行氣體交換的呼吸器官。分解代謝所形成的還原的輔酶或幾種簡單的有機酸，經過一系列的電子傳遞（呼吸鏈），最后把吸入的氧氣還原成水。電子傳遞和末端氧化是在線粒體內進行的。電子傳遞同時偶聯著ATP的形成，供應各種生命活動的能量需要。

　　植物的生活需要大量的水分，其中只有一小部分用于光合作用和代謝過程，絕大部分是在陽光照射下，氣孔（器）開放、進行光合作用時，從葉面蒸發(fā)出去的。陸生植物適應于蒸騰作用對水分的需求，演化出各種結構。由發(fā)達的根系從土壤中吸收水分，通過木質部的導管或管胞輸送到地上部的葉和其他器官。進入大氣時所經過的氣孔能控制水分的散失。在干旱地區(qū)的植物，更有減少蒸騰的特殊構造和代謝方式。

　　除CO2和水外，植物還需要多種化學元素。需要量較大的氮（N）、磷（P）、鉀（K），是農業(yè)上常需以肥料形式施加的元素。需要量次之的為鈣（Ca）、硫（S）、鎂（Mg）、鐵（Fe），是構成植物體內生活物質包括某些酶的必要成分。此外還需一些微量元素，如錳（Mn）、鋅（Zn）、硼（B）、銅（Cu）、鉬（Mo）等。

　　植物沒有血液循環(huán)系統(tǒng)  ，但制造有機物質的光合器官（葉子）位于地上，吸收土壤中無機養(yǎng)料和水分的根系處于地下，生殖器官（花、種子、果實）等則要從兩者取得營養(yǎng)物質的供應。適應地上部與地下部之間和各種器官之間物質運輸的需要，植物演化出兩種特殊的通道，即主要輸送水和溶于其中的礦質元素的木質部，和主要輸送有機物的韌皮部中的篩管。

　　生長主要是通過細胞的分裂和膨大，發(fā)育是通過細胞的分化而形成不同的組織和器官。植物的生長發(fā)育受內在因素和外界環(huán)境的制約，具有一定的階段性和季節(jié)性。在寒、暖、雨、旱季節(jié)變化明顯的地區(qū)的植物常有休眠期。種子多在冬季或旱季到來之前形成，在休眠狀態(tài)下度過不良環(huán)境。從營養(yǎng)生長（葉、莖、根的生長）向生殖生長（分化花芽、開花、結實）轉化的過程常與自然環(huán)境的年度變化相偶合。植物有一系列感受環(huán)境變化的機制，光周期現象是其中之一。植物的細胞具有很大的全能性，身體許多部分的細胞，離體后在人工培養(yǎng)基中，都可以脫分化而長成愈傷組織。在適當的情況下，又可以再分化，形成根、莖、葉等器官以至長成完整的植株。

　　植物沒有神經系統(tǒng)，各器官間的生理活動，除隨營養(yǎng)物的供求關系相互制約以外，大都是通過一些特殊的化學物質來相互調節(jié)和控制的。這種化學物質稱為植物激素，它們在某些部位形成，轉移到另一些部位起作用。如最先發(fā)現的生長素就是在生長頂端形成，促進下面的細胞伸長。隨后相繼發(fā)現許多其他激素，如脫落酸、赤霉素、細胞分裂素、乙烯。除去通過化學物質而調節(jié)控制之外，植物中也能有迅速的物理的信息傳導，如電位的變化。

　　不同植物對不良環(huán)境的耐性和抗性的差異很大，有的能在極干旱的條件下生存，有的能抵抗低溫。品種之間的差異也很大，在自然界中，不同生境中植物的分布很大程度上是由它們對不良環(huán)境的抗御能力決定的。在農業(yè)生產上，擴大作物的種植，了解抗逆性的生理機理，有助于采取措施以提高抗逆性，或為育種工作中抗逆品種的篩選提供生理指標。

　　生活在水中的低等植物，有些具有特殊器官如鞭毛，可以游泳，作趨光運??運動。根有向地（重力）性，葉子有向光性，是通過生長來運動，稱為生長運動。有些植物能做機械運動，如睡蓮的花晝開夜合；合歡的復葉晚間閉攏；含羞草和食蟲植物豬籠草等，動作更為迅速。

　　農業(yè)以栽培植物為主體，要控制作物的生命活動，增加產量并提高質量，就需要了解植物的生理活動。如對植物的礦質營養(yǎng)的知識是合理施肥以及肥料工業(yè)的基礎；對植物的水分關系的分析能為灌溉提供方案；了解了植物對光周期或春化作用的需要，不僅能解釋氣象條件如何決定物候期和預測引種成功的可能性，而且可以用人工照光或遮暗，和春化處理等辦法來控制開花的季節(jié)；激素的發(fā)現，使人們得以合成，促進插條生根，疏花疏果，誘導、加強或解除休眠，促進或抑制生長等以提高農產品產量和質量；除草劑則是生長調節(jié)物質的高劑量應用，節(jié)約了大量除草的勞力；光合、代謝、運輸、抗性等生理機理的研究為選種、育種提供了篩選指標；組織培養(yǎng)、細胞培養(yǎng)等技術的發(fā)展，為加快純種的繁殖，改良與創(chuàng)造新種，開辟了新的途徑。

　　在數次農業(yè)及糧食的國際會議討論中，曾提出10余項迫切的研究任務，其中①光合作用與增產；②生物固氮；③礦質吸收；④對不良環(huán)境的抗性；⑤對競爭性生物系統(tǒng)的抗性；⑥植物的生長發(fā)育與激素等都屬于植物生理學的范疇。其余幾項，如遺傳工程，細胞工程，菌根及土壤微生物，大氣污染，病蟲害的控制，也與植物生理學有關。所以植物生理是農業(yè)現代化的重要的知識基礎。