根是植物的营养器官，负责吸收土壤里面的水分、无机盐及可溶性小分子有机质，输导到茎来为植物储藏养分。大多数陆生植物的根是由种子内部的胚根突破种皮而形成的，称为主根或直根，由主根生成的各级分支都形成侧根。植物根系的发育情况影响着植物整体的生长发育、蔬菜和果实的质量与产量，因此植物根系的研究是十分重要的。

影响植物根系生长的因素有很多，其中大多数学者在土壤环境中营养缺乏、酸碱度、旱涝程度等方面研究较多。

土壤环境中的矿物质元素对于植物的生长发育至关重要，根系从土壤中获取这些营养物质，植物的根通过形成一个根系系统来应对营养的不足或营养过剩的情况，从而进行更大范围的探索获得需要的营养成分。氨基酸和蛋白质的中心元素-氮，对植物根系的发育和生长也具有较大的影响。氮主要以铵盐或者硝酸盐的形式被根系吸收，铵用来抑制植物根系的伸长和向心作用，硝酸盐则主要起到刺激根伸长的作用。在土壤缺氮的区域中，根系通过激活激活硝酸盐转运体的生长素转运功能而受到抑制，从而阻碍侧根原基中的生长素的累积。在拟南芥中，硫、镁和铁的缺乏导致侧根密度降低，而钾、钙、锌、锰和硼的缺乏导致侧根密度增加。除缺锌根外，侧根密度增加，初生根生长受到抑制;因此，侧根在多大程度上受到营养缺乏的有效诱导并不总是很清楚。锰过量对植物生长素的生物合成和PIN4、PIN7的表达有负面影响，可能与侧根密度降低有关。同样，过量的铁会抑制PIN2并对侧根的形成产生负面影响同时会诱导AUX1来触发根的伸长。

土壤中的水分含量对植物来说是非常重要的，根系可根据土壤水分状况作 出适应性反应，适应性程度取决于植物的种类、发育阶段、土壤条件和大气蒸发力。土壤水分过多或过少，都会改变植物根系大小、数量及分布、从而影响到冠层生长发育和籽粒产量。普遍性结论认为，水分过少，根系到处延伸，追逐水源，根、冠间竞争碳水化合物，为避免水分胁迫，促进根系生长，同化物分配到根系较多，冠部则受到水分限制，生长不旺，使得根冠比增大。 反之，水分过多， 土壤通气状况较差，根系生长发育受到抑制，同化物用于冠部较多，使得根冠比降低。根冠比与土壤含水量呈显著负相关，根系生长、分布状况充分反映出作物所具备的趋利避害功能。根系分布也会据土壤水分供应状况作出相应调整，若土壤干旱而深层仍有可利用水分，根系偏重于垂向伸展，根系分布一般深密，上层水分如充足，根系即向水平方向发展，根浅而分布广。

   研究植物根系分布特征的方法主要是用水洗去根系周围的土壤，然后测量根系体积、长度和根系干质量等参数,这种方法可以定量分析根系的物理参数。凡耕科技的FG-RIAS根系分析仪是一套用于洗根后的根系分析系统，利用高质量图形扫描仪获取高分辨率植物根系彩色图像或黑白图像，该扫描仪在扫描面板下方和上盖中安装有专门的双光源照明系统，并且在扫面板上预留了双光源校准区域，可以分析根系长度、直径、面积、体积、根尖记数等，功能强大，操作简单，软件可分析植物根系的形态，色彩、分级伸展分析及根系的整体结构分布等等。广泛运用于根系形态和构造研究。