蒸腾作用是指水分从植物表面散失的现象。
水分在植物的表面由液体变成气体，这过程需要能量，这能量称为蒸发潜热，在大自然中这能量是由太阳供应的。
蒸腾作用会在三个地方进行
气孔：气孔分布在叶片及绿茎上，水分从植物细胞蒸发，水汽透过气孔向外界扩散，在茂密的植物大概有90%的水分是透过这途径散失的。
角质层：水分在表皮细胞的细胞壁蒸发，并穿过覆盖著叶片及绿茎的角质层，视乎角质层的厚度，大约有10%的水分是透过这途径散失的。
皮孔：水汽透过木质茎上的皮孔散失，纵使这是树木在落叶后水分的主要散失途径，在一般情况下占水分散失的比例很小。
在不寻常的炎热天气下，蒸腾作用可使得植物免于被灼伤，但适应了炎热天气的植物会有其他更有效的抗热手段。
在叶片中，水分可以沿三个途径移动：
质粒外途径：无生质粒是指植物体内相邻不绝的细胞壁所构成的系统（除了根部细胞内的凯氏带）。细胞壁由纤维组成，有大约50%的空位可以容纳水分。当水分从由叶肉细胞向气室蒸发，在无生质粒的水分就会产生张力，透过水分子间的拉力使水分在细胞壁间移动，叶片散失的水分最终由木质部内的水分补充。
共质粒途径：植物细胞透过胞间连丝彼此相互连接，其详细机理尚未清晰，但可以肯定水分及溶质可以透过这系统移动而无须穿越层层的细胞膜。
液泡途径：水分在植物细胞间穿过无生质粒、共质粒及液泡而移动，当水分从叶肉细胞（细胞A）蒸发，细胞内的水势就会下降，相邻的叶肉细胞（细胞B）的水势就会比该细胞为高，从而使水分由细胞B移动向细胞A，此亦会使细胞B的水势下降，令相邻的叶肉细胞（细胞C）的水势比细胞B为高，如此类推，使叶片中由高水势的木质部至低水势叶肉细胞间形成水势梯度，水分就会从木质部移动向叶肉细胞。顺带一提，在此情况下令水势下降的主因是压力势的下降，而非溶质势的下降。
植物从根部吸收到的水分，大约只有1%留在体内，用于各种生理过程，而其他的99%会通过蒸腾作用散失，而且数量很大，一株玉米到结实为止大约要通过蒸腾作用散失200公斤的水。
蒸腾牵引力（Transpiration pull）是大多数植物水分往上运输的动力。原因是水分的散失使得这些部位的胞液浓度上升，水分沿浓度梯度逆重力在木质部中往上运输。详见植物体无机盐运送途径。
植物通过气孔的开合可以有效控制蒸腾作用对自身的影响。
蒸腾作用在调节周边环境的温度湿度方面影响很大。总的说来，树木茂密的地方，降雨量比较大，温差也会相对于树木稀疏的地区少。
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