常见的培养方式，除茎尖分生组织培养等一小部分器官培养以外，其他培养形式再生成植株都要通过愈伤组织途径。在愈伤组织培养物中，细胞分裂常以无规则方式发生，并产生无明显形态或极性的无序结构组织块，这时虽然在愈伤组织中发生了细胞分化，形成维管化组织和瘤状结构，但并无器官发生。只要满足某些条件，就可从愈伤组织通过再分化而产生苗或根的分生组织，甚至胚状体，使它发育成完整植株。

从单个细胞或一块外植体形成典型的愈伤组织，大致要经历3个时期：①诱导期。②分裂期。③分化期。

诱导期是细胞准备恢复分裂的时期。其特点是处在静止状态的成熟细胞通过一些刺激因素和激素的诱导作用，使其合成代谢活动加强，迅速进行蛋白质和核酸物质的合成。细胞大小变化不大。诱导期的长短因植物种类、外植体的生理状况和外部因素而异。诱导期代谢变化：①在切离和培养后的几秒钟内，细胞的气体交换迅速增加。②多聚核糖体不断增加，到有丝分裂前，每个细胞中的RNA含量增加30%。③蛋白质也发生周期性积累，每个分裂细胞的总增加量约为200%。④酶活力增加。DNA聚合酶活力增加，同时代谢有关的酶类，如己糖激酶和一些脱氢酶的活性增加。

分裂期指细胞通过一分为二的分裂，不断增生子细胞，即发生脱分化的过程。其特点是细胞的数目迅速增加；每个细胞平均鲜重下降；子细胞具体积小、内无液泡的特点，和根茎尖的分生组织细胞一样；细胞的核和核仁增大到最大，细胞中RNA含量减少，而DNA含量保持不变；组织的总干重、蛋白质和核酸含量逐渐增加，新细胞壁的合成极快。此时愈伤组织的形态特征为：细胞分裂快、结构疏松、缺少有组织的结构、维持其不分化的状态。分化命运：如果在原培养基上继续培养，细胞将不可避免地发生分化，产生新的结构，但是把它及时转移到新鲜的培养基上，则愈伤组织可无限制地进行细胞分裂，而维持其不分化的状态。影响因素：脱分化因植物种类、器官及其生理状况而有很大差别，如烟草、胡萝卜等脱分化较易，而禾谷类的脱分化较难；花器脱分化较易，而茎叶较难；幼嫩组织脱分化较易，而成熟的老组织较难。

分化期指细胞停止分裂，内部发生生理代谢变化，导致细胞在形态和生理功能上的分化，出现形态和功能各异的细胞。主要特点是：①细胞分裂部位和方向发生改变。分裂期的细胞分裂局限在组织的外缘，主要是单周分裂；在分化期开始后，愈伤组织表层细胞的分裂逐渐减慢，直至停止。愈伤组织内部深处的局部地区的细胞开始分裂，使分裂面的方向改变了，出现了瘤状结构的外表和内部分化。②分生组织瘤状结构和维管组织形成。当愈伤组织生长速度减慢时，就形成了由分生组织组成的瘤状结构，它变成不再进一步分化的生长中心，而在其周缘产生扩展的薄壁细胞。瘤状结构团散布在愈伤组织块中。这时形成了维管组织，但不形成维管系统，维管组织呈分散的节状和短束状结构，它可单由木质部组成，也可由木质部、韧皮部乃至形成层组成。细胞分裂素促进维管化组织形成。③细胞的体积突然不再减小，保持相对不变。④出现了各种类型的细胞。例如薄壁细胞、分生细胞、管胞、石细胞、纤维细胞、色素细胞、毛状细胞及细胞丝状体等。⑤生长旺盛的愈伤组织一般呈奶黄色或白色，有光泽，也有淡绿色或绿色的；老化的愈伤组织多转变为黄色甚至褐色。

除了可进行植株再生培养外，还可转移到新鲜的相同培养基上培养而长期保存；或在液体培养基中进行悬浮培养而迅速增殖，用于大规模生产有用化合物；或用于细胞培养筛选无性系；或用于原生质体培养等。