فیزیولوژی گیاهی علمی است که پویایی تکوین در گیاهان را از لحاظ تنوع فرایندهای فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی، قوانین و مکانیسم های حاکم، اهمیت زیستی ووابستگی این فرایندها به عوامل محیطی بررسی می کند. در گذشته این علم در دو مسیر آناتومی / مورفولوژی و فیزیولوژی بررسی می شد اما تقسیم بندی این علم در دو مسیر فوق تا حدودی نسبی است، زیرا تکامل ساختار و عملکرد به موازات هم صورت می گیرد و نمی تواند به طور مجزا بررسی شود. این زمینه پژوهشی بر فیزیولوژی سلول گیاهی، نظام آبی، فتوسنتز، تغذیه معدنی، تنفس، رشد و نمو، مقاومت گیاه به عوامل نامطلوب، پدیده خودتنظیمی در تمام سطوح سازماندهی (از جمله در سطح موجود زنده از طریق برهمکنش مراکز فرماندهی ) می پردازد. فیزیولوژی گیاهی تلاش می کند تا در تئوری تصویری یکپارچه از جزئیات فرایندهای ملکولی، بیوشیمیایی، فیزیولوژیکی و ریخت زایشی موجود در گیاه زنده و برهمکنش بین آن ها به دست آورد و در سطح کاربردی، فرایندهای حیاتی چرخه زندگی گیاه مانند رشد، نمو، متابولیسم، فتوسنتز، تغذیه، مقاومت و باردهی را به سمت کنترل حیات یا تولید محصول در گونه های زراعی مهم از نظر اقتصادی هدایت می کند. در تحقیقات کلاسیک فیزیولوژی گیاهی،کشت گیاهان در مزرعه، گلدان، اتاقک خورشیدی، گلخانه، فیتوترون و آزمایشگاه ها انجام می شود و در آزمایش ها روش های مختلفی نظیر تکنولوژی های تصویربرداری (میکروسکوپ نوری و الکترونی)، سانتریفیوژ، آنالیز شیمیایی، کروماتوگرافی، نشان دار کردن رادیواکتیو، فیلتراسیون روی ژل، الکتروفورز، آنالیز اشعه-X و کشت در شیشه مورد استفاده قرار می گیرند. همچنین با استفاده از مدل سازی ریاضی در کامپیوتر، رفتار سیستم های مختلف و پارامترهای بدست آمده قابل پیش بینی است.