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多肉植物的形態特點
①有葉的種類占相當大的比例。
②刺的特色沒有仙人掌類那樣鮮明，很多種類如雖有強刺但被葉掩蓋，只在落葉期時刺才顯得突出。
③花單生的也有，但有很大一部分是集成各種花序。
按貯水組織在植株中的不同部位，多肉植物可分為三大類型：葉多肉植物、莖多肉植物和莖干類多肉植物。
復葉的類型有三出葉、掌狀復葉、一回羽狀復葉和兩回羽狀復葉。單葉的形狀有線形、細圓柱形、匙形、橢圓形卵圓形、心形、劍形、舌形和菱形等。葉緣多為全緣，有的葉緣和葉尖有齒、毛或刺。少數種類葉頂端透明俗稱窗。
④大戟科、夾竹桃科和牻牛兒苗科等科的多肉植物的貯水部分在莖部，稱為莖多肉植物。它們之中的很多種類的莖和仙人掌類相似，呈圓筒狀或球狀，有的具棱和疣狀突起，但并不具刺座，盡管也有一些種類具刺。刺有皮刺、針刺和棘刺之分，少數種類刺很強，如福桂花科（實際上是硬化的葉柄）、龍樹科和夾竹桃科的棒棰樹屬種類。
很多具粗壯肉質莖的種類通常不具葉，有的在幼嫩部分有細小的葉但常落。不過也有一些類群，例如馬齒莧科的馬齒莧樹和景天科的燕子掌既有粗壯的肉質莖又有肉質化的葉，而且葉一般不隨季節脫落。
⑤植株的肉質部分主要在莖基部或僅主莖肉質，形成極其膨大的形狀不一的塊狀體、球狀體或瓶狀體。無節、無棱，而有疣狀突起。有葉或葉早落，多數葉直接從根頸處或從突然變細的幾乎不肉質的細長枝條上長出。在極端干旱的季節，這種枝條和葉一起脫落，例如薯蕷科的龜甲龍。
但也有一些種類，在膨大的莖干上有近乎正常的分枝，莖干通常較高，生長期分枝上有葉，干旱休眠期葉脫落但分枝存在。整體上看株形和一般喬木類似，只是主干較膨大，貯水較多。如木棉科的猴面包樹、紡錘樹，辣木科的象腿樹，漆樹科的列加氏漆樹，梧桐科的昆士蘭瓶樹，夾竹桃科的沙漠玫瑰、橄欖科的白皮橄欖、羽葉橄欖等。但是這些種類的扦插苗通常很難形成膨大的莖干，播種苗的情況略好一些，但在潮濕地帶長大的株形無論如何也沒有原產地成株那樣典型。
很多草本植物具鱗莖，鱗莖是膨大的，半埋在地下或貼地生長。按照莖基膨大的原則它們也應列入莖干類多肉植物。但有些專家不承認，因此石蒜科的虎耳蘭、風信子科的綿棗兒屬等種類在算不算多肉植物上有爭議。但有些鱗莖植物絕對沒有爭議，如風信子科的蒼角殿、大蒼角殿、油點百合是多肉植物中的著名種類。
多肉植物的生理特征
粘液
許多多肉植物內部含有白色乳汁或無色的粘液，這是一種多糖物質。有的專家指出，它們的細胞內特別含有大量的五碳糖，提高了細胞液濃度，增強了抗旱抗逆性。同時這種粘液和乳汁在植物受傷時可使傷口迅速結膜，既防止了體內水分散失又避免了病菌感染。栽培中利用這一特點，可以將一些截面積很大的球形、柱形種切頂扦插。
蒸騰
多肉植物一些形態和構造上的特點使它們的蒸騰量大大減少。
許多種類的表皮具有較厚的角質層或被蠟被毛。氣孔數遠較其他植物少而且深埋在表皮凹陷的坑內。角質層擴散阻力很大，因此，這類植物失水明顯地比其他植物少。資料表明，一株玉米一天失水3～4升，而一株樹木狀的大仙人掌一天只失水25毫升。再例如，仙人掌科體型最小的物種松露玉是氣孔最少的植物，可以在干旱季節形成一種近乎死亡的狀態，各種生理活動近乎停滯。
代謝方式
仙人掌類和多肉植物在代謝方式上和一般植物有所不同。其特點是氣孔白天關閉減少蒸騰，夜間開放吸收CO?，而且在一定范圍內，氣溫越低，CO?吸收越多。吸收的CO?通過羧化形成蘋果酸存于大液泡內，白天蘋果酸脫羧放出CO?進行光合作用，在一定的范圍內，溫度越高，脫羧越快。栽培上利用這個特點，即在一定范圍內盡可能加大溫室的晝夜溫差，在晚上提高室內CO?濃度等，可使這類植物加快生長。
夜間，大氣中CO?自氣孔進入細胞質中，被磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）羧化酶催化，與PEP結合形成草酰乙酸，再經蘋果酸脫氫酶作用還原為蘋果酸，貯于液泡中，其濃度每升可達100毫摩爾。蘋果酸從細胞質通過液泡膜進入液泡是主動過程，而從液泡回到細胞質中則是被動過程。在日間，蘋果酸從液泡中釋放出來后，經脫羧作用形成CO?和C?化合物（見四碳植物）。有兩種脫羧酶可催化這個反應。有些植物中NADP（輔酶Ⅱ）~或NAD（輔酶Ⅰ）~蘋果酸酶催化氧化脫羧，形成CO?和丙酮酸，另一些植物中PEP羧激酶催化形成草酰乙酸，并脫羧產生CO?及PEP。CO?產生后，通過光合碳循環重新被固定，最終形成淀粉等糖類。在弱光下，尤其是氣溫高時，有一部分CO?會被釋放到大氣中去。
晚上，開放氣孔吸收二氧化碳，并通過羧化反應形成蘋果酸存于植物細胞內的大液泡中，而且在一定范圍內，氣溫越低，二氧化碳吸收越多。到了白天，關閉氣孔減少水分蒸騰，再把夜間儲于細胞大液泡里的酸性物質（主要是蘋果酸，但也有天門冬氨酸）作脫羧反應，釋放的二氧化碳進入卡爾文循環進行光合作用，并且在一定的范圍內，溫度越高，脫羧越快。
由于夜間溫度比較低所以通過氣孔丟失的水分要比白天少得多，對于植物來說，這樣的好處就是可以避免水分過快的流失，因為氣孔只在夜間開放以攝取二氧化碳。由于這種方式是在景天科植物上首先發現的，故稱為景天酸代謝途徑。在栽培技術上可以利用這個特點，如：在一定范圍內，盡可能加大溫室的晝夜溫差，并且在晚上提高室內二氧化碳濃度等，可促使這類植物加快生長。
滲透壓
多肉植物的滲透壓不高，一般在405.3～2026.5千帕（4～20大氣壓）之間，而超過1215.9千帕（12大氣壓）的只有仙人掌屑植物。這個數字遠比在沙漠中存在的其他沙生植物低。因此在一些可溶性鹽類很多的沙漠地區沒有仙人掌類植物存在。這一點在栽培上很重要，施肥時決不能一次加入濃度很高的無機化肥，培養土中也不能混有過多的鹽類物質，否則根部水分向外滲透而造成植株萎蔫。
