植物組織培養（plant tissue culture）的理論根據是植物細胞的全能性。但是，在一個完整的植株上，各部分的體細胞只能表現一定的形態，承擔一定的功能，這是由于受具體器官或組織所在環境影響的緣故。
植物體的一部分一旦脫離原來所在的器官或組織，成為離體狀態時，在一定的營養、激素等外界條件下，植物細胞就會脫分化、再分化，進而表現出全能性。在組織培養的過程中，外植體（指從植物體上切下來的離體器官或組織）會進行細胞分裂，形成新的組織。不過，這種新生成的組織沒有發生分化，細胞排列疏松且無規則，高度液泡化，是一團無定形的薄壁細胞，稱為愈傷組織。這種原來已經分化，并且具有一定功能的體細胞（或性細胞），喪失了原有的結構和功能，又重新恢復了分裂功能，就叫做植物細胞的脫分化。 [2] 分化細胞脫分化后細胞結構有兩點明顯的變化：一是在細胞內出現液泡蛋白；二是葉綠體轉變成原質體。不同植物種類的材料，脫分化的難易程度不同。一般說來，雙子葉植物比單子葉植物和裸子植物脫分化容易，而與人類生活關系密切的禾本科植物脫分化則較難。將處于脫分化狀態的愈傷組織移植到合適的培養基（分化培養基）上繼續培養，愈傷組織就會重新進行分化，并形成具有根、莖、葉的完整植株。這個過程就叫植物細胞的再分化。