立木的边材与髓心之间的木质部。它是木质部直径生长过程中由有生理功能的边材逐渐转化而成的。它缺乏生活细胞，同时在这些细胞中的贮藏物质（如淀粉）已经消失或已转化为心材物质。心材一般较边材色深，但不是所有树种都如此。心材含水率低，心材的密度高于边材，材质较硬，耐久性也较强，但渗透性一般较差，不易浸注。心材出现的时间早晚因树种而异，如刺槐在树木第二或第二个生长轮之后就开始形成心材，松属、落叶松属等形成心材较晚，一般在10个至数十个生长轮后。另一些边材树木，如云杉、冷杉、杨、椴等在材色上无心、边材之分，但后者含水率往往高于前者1倍以上。

由边材转化为心材常伴随着贮藏细胞（轴向薄壁细胞和射线薄壁细胞）中许多易辨认的生物化学变化，由于氧逐渐耗尽使边材内的生活细胞正常的呼吸窒息。引起自形成层带向心材方向细胞核的大小和形状变化，乃至最后细胞核在贮藏细胞中消失，这是边材转化为心材可靠的象征；含氮物质在形成层带细胞内较高，从边材向心材逐渐趋减；淀粉和糖类等贮藏物质，也从边材向心材逐渐减少，此类物质的丧失改变了细胞中酶的体系，残存的氧使薄壁细胞中的酚类物质氧化与聚合，导致心材产生色素特征形成。

心材的形成过程十分复杂，常因可抽提物的沉积或心材物质的氧化，使部分组织变深，形成材色的差别。心材中的可抽提物的存在，和一些阔叶树材中的侵填体，及针叶树材中闭塞具缘纹孔和结壳物质的形成都大大减少了心材的渗透性。此种渗透能力的丧失使心材具有更大的抵抗防腐剂和滞火化学药品浸注能力，同时也引起木材干燥和制浆的困难。当然，一些栎树由于导管被堵塞适合制作一些要求渗透性低的、不漏的桶。

心材耐久性一般比边材好。心材耐久性的高低常取决于可抽提物的毒性和数量的多少，它既可以是深色的，也可以是浅色的，深色的木材多数较耐久。

某些例子中，在边材内面的木材，其材色及一般性质介于边材与心材之间并略有差异的木材叫做中间材、中间区或过渡区。实际上，具有明显心材的树种都可能存有过渡区，如黄波罗，它的边材很窄，其过渡区在初伐倒时仍不清楚，随着在大气中暴露，色泽渐变深，出现边材与心材的差别。经研究过渡区的可抽提物含量，与附近的边材和心材不同，薄壁细胞组织的内含物增多；松树和桉树的过渡区域的含水率和可抽提物都较低，而烟酰胺、吡哆醇及生物素等有增加，这部分可能就是欧洲所谓的熟材。某些在色泽上无心材和边材区别的树种，但具有较边材为低的渗透性，在树木生长期间或刚伐倒时，树干中央部分的含水率比外部小，这部分木材（心材外部或内部）也可叫熟材。

有时在不具正常心材的树木中出现不正常的、变色的心材称伪心材，常是由真菌感染，自死枝桠或枝桠断口的基部延伸至树干并且杀死生活的薄壁组织。此种变化与活细胞的死亡有关，使细胞内含物变成褐色，同时还刺激了侵填体的形成，它常是一种初期腐朽，木材仍保持正常强度和耐久性，但材色有变化。伪心材的颜色通常呈灰绿色、褐色或红褐色等，常出现在一些边材区别不明显的树木的中心部位，如槭树、杨树、桦木、山毛榉等。伪心材在不同的部位有时表现有颜色的不均和不规则的外形，在其周围常有黑色的边缘（如山毛榉），不过这种标志有时没有。