应用现代生物学的各种实验方法，研究植物有性生殖过程中有关胚胎的形态发生规律及其人工控制。植物实验胚胎发生研究的内容包括人工试验条件下胚的起源、生长、发育及其与周围环境的关系，植物胚胎发生的机制及如何改变这些机制以达到人为调控的目的等方面。

20世纪初期，描述性胚胎学已经奠定了基础。从30年代以来，随着植物生理学、生物化学、遗传学以及组织培养技术的发展，逐渐形成了实验胚胎学这门新的学科。由早期的工作如在培养条件下研究花粉的生活力、花粉的贮藏和萌发、诱导单性生殖和无籽结实，发展到后来的子房、胚珠和胚的离体培养、花药培养和试管受精等实验研究工作。至70年代，已开展用激光、温度、光照条件去影响和控制胚胎形态发生及其机制的研究，使胚胎学进入实验的时代。由于农业生产的迫切需要和生物科学的迅速发展，实验胚胎发生的研究已成为一个非常活跃的领域。

植物实验胚胎发生研究的主要方面，大致可归纳为4个方面。①研究卵受精前后的结构变化和胚的生长发育；应用超微结构观察与生化实验方法，发现被子植物、裸子植物和蕨类植物早期胚胎的结构是基本同源的，但由于胚本身营养和代谢梯度或它周围环境的因素而形成了不同类群胚的结构差异。②子房、胚珠培养中的胚胎发生，在控制的条件下培养花、子房和胚珠，在离体条件下研究受精卵和早期分裂阶段的胚的行为。目前大多集中于研究培养基的性质及其所含营养物质以促进胚的生长。实验证明，胚的生长和变化可能与外源提供的以及胚囊中存在的临界代谢物有关，生长激素对子房培养中胚的生长是有效的。③胚状体的发生：从植物器官、组织和细胞诱导发生胚状体，研究胚状体的起源，化学物质在诱导中的作用，控制胚状体形成的因素以及单倍体胚状体的诱导及其应用等。研究表明，具有在功能和结构上特化的成熟植物细胞，可以诱导出胚状体并形成完整的植株，在培养中形成的胚状体的结构与胚囊中发育的胚相似。当前更多的工作集中于胚性细胞的来源，胚状体形成的途径和控制的因素等方面。④胚胎发生的营养问题：应用组织化学和生物化学方法的研究证明，胚的连续生长与营养供应的有效性密切相关，雌配子体或其他附属组织能够提供胚不能制造的特殊物质，对胚的生长有更大的控制作用。分析胚乳细胞的成分，说明了胚乳的生理功能是其形态发育和复杂的生化特性相互作用的结果。比较不同来源的营养组织成分时发现它们都含有氨基酸和生长物质。在诱导形成胚的重要培养成分椰乳中，最主要的生化物质是苯基丙氨酸，它对细胞分裂有启动作用。在培养条件下，胚的发生、发育和分化与胚内部生化活动，都反映在胚对营养条件要求上。这种现象在胚珠、子房、胚乳和花药的培养中也同样存在。在研究胚从异养到自养的过程时，认为这是一个生化的机制，与代谢合成物的酶系统有关。

目前，实验胚胎发生的研究正在朝着农业育种工作的方向发展，特别是利用植物组织培养技术进行的胚培养（包括幼胚培养、胚珠及子房培养）、胚状体的诱导培养等工作，为克服杂种胚的不育、选育优良的单倍体植株、保存有重要经济价值的种质等起了重要的作用。例如，在培养菜豆、棉花、番茄、甘蓝等种间或品种间杂种胚后，已培育出了植株；栽培大豆与其野生近缘种杂交后进行胚珠培养，得到了成熟的种子。水稻、烟草、大麦、玉米、甘蔗、橡胶等的花粉植株在单倍体育种工作上已获得了巨大的成就。近年来用超低温新技术保存重要的农业资源种质，其中包括保存胚、胚性细胞团、胚状体、花药、花粉、愈伤组织、原生质体、茎尖等，均有十分重要的价值。此外，实验胚胎发生也应用于实用科学的基础研究上，如通过胚珠的离体培养，研究棉花纤维形成的生理学和生理化学、对棉花的栽培和育种也很有意义（见“胚培养”、“胚珠培养”、“花药与花粉培养”等）。