植物体内水分以气体状态从其表面蒸散到体外的现象。它的强弱则受植物体表面构造和气孔活动的调节与控制。

蒸腾作用是植物与环境进行水分交换的重要环节，能促进植物体内水分的传导，是被动吸水的动力。植物蒸腾的耗水量大，一棵成年的孤立木每天大约要从土壤中吸收200～400公斤水，其中95%以上的水分被蒸腾作用所消耗；直接参与植物各种代谢活动，用于制造干物质的水分非常少，树木每生产1克干物质需要消耗170～344克水。蒸腾作用能够降低叶温并防止发生细胞的过度膨胀，还能引起水分向叶中运动并促进矿物质的吸收和输导。但是，植物蒸腾作用损耗大量水分，会使叶片细胞和嫩枝因耗水过多而失去膨压，引起萎蔫；并使气孔关闭，降低光合作用，使生长受到抑制；在土壤水分严重不足时，植物可能因脱水而死亡。对于陆生植物来说，通常认为蒸腾作用是一种必不可少的生理现象。因为植物要进行光合作用，叶片上的气孔必须开放，它既是二氧化碳和氧分子进出的通道，又是水分子逸出的途径，就不可避免地会发生蒸腾作用。

按水分逸出的途径可分为三类：即叶片的气孔蒸腾、叶表皮角质层蒸腾和枝条皮孔的蒸腾。气孔蒸腾是植物蒸腾作用的主要形式。气孔保卫细胞的细胞壁三面薄一面厚，当其吸收水分时，由于细胞膨胀，反使厚的一侧移动，遂使气孔开张；反之，当水分少时，保卫细胞恢复原状。这样植物通过保卫细胞可调节气孔的开放或关闭。叶片中的水分蒸发通常经过两个步骤：①水从湿润的叶肉细胞的细胞壁蒸发到细胞间隙；②水蒸汽从细胞间隙经过气孔扩散到大气中。气孔的开闭受光照、温度和叶片含水量的影响，一般在光下开放，黑暗中关闭。保卫细胞运动的机理比较复杂，目前有两种解释：一种解释是保卫细胞的叶绿体在光下进行光合作用时，消耗了细胞中的CO₂，使溶解在细胞中的碳酸减少，而使酸度降低。相反，在黑暗中由于呼吸作用放出的CO₂使保卫细胞的酸度提高。保卫细胞内的磷酸化酶在pH较高时淀粉转化成可溶性糖，改变了渗透浓度，从而导致保卫细胞吸水膨胀（气孔开放）。在酸度增加时，则糖转化成淀粉，使保卫细胞收缩（气孔关闭）。另种解释是在光下保卫细胞内可看到钾离子的积累，这是因为，通过光合磷酸化作用合成ATP，并使“钾离子泵”激活，K⁺进入保卫细胞，渗透浓度提高，于是吸水膨胀，导致气孔开放。皮孔蒸腾是指枝条通过皮孔及木栓层的其他裂隙而消耗水分。美国鹅掌楸冬季每周枝表面的蒸腾速率大约是2克/平方分米小时，相当于夏季叶片蒸腾速率的1/40。表皮或角质层蒸腾是指通过叶表皮及其覆盖的角质层消耗的水分，其蒸腾量的大小取决于角质层的厚度，这与树种和生境有关。一般认为表皮或角质层的蒸腾量只占总蒸腾量的10%以下。

蒸腾作用的强弱通常用蒸腾速率或蒸腾强度衡量，以植物在单位时间内单位面积所蒸腾的水分表示。由于测量叶面积的手续繁琐，有时也用叶的鲜重或干重表示蒸腾速率。测定蒸腾速率的方法主要有：①重量法：定期称量生长在容器中的苗木，计算水分的消耗量，可以在不损坏植物的情况下求得蒸腾速率。另一种重量法是从树上切割小枝或单叶，在2～3分钟内用灵敏天平先后称小枝或单叶的重量，根据两次称重的差值计算其蒸腾速率。这种方法也叫“快速称重法”。②容量法：将被切割的小枝基部浸入盛水的容器内，容器与一个带刻度的侧管相连接，定期测量枝条从容器中吸水的容积。③水气流动法：将一个枝条或单叶密封在有气流通过的透明容器里，用适当的仪器装置随时测定气流通过枝条或单叶前后空气中水蒸汽含量的差别，并计算出蒸腾速度的变化。现在人们更注意对大面积植被，如林分的蒸发蒸腾作用（又称蒸发散或蒸散）的研究，是包括土壤蒸发在内，林地总耗散的水量。蒸发蒸腾量可能用能量平衡法或空气动力学方法来测定，也可用经验公式估算。

由于蒸腾作用基本上是一个蒸发过程，其蒸发率受从蒸发表面到周围空气的水蒸汽压陡度的大小所制约。决定水蒸汽压陡度的主要因子是蒸发表面的温度，及周围空气的温度和相对湿度。因此，影响蒸腾速率的主要环境因子是水蒸汽压、空气相对湿度、温度、光照、风和水分的供应等。这些环境因子相互作用的结果，使树木的蒸腾作用在一天内的变化规律呈现出早晨低，然后逐渐升高，中午有时又会稍降低，下午又稍升高，傍晚降低，夜间更低或停止的曲线形式。