杂草具有很强的抗逆性，表现在对盐碱、旱涝、极端高低温、人工干扰等具有很强的耐受能力。抗逆性一般分为两种：①避逆性，是植物通过在时间或空间上调整来避开逆境造成的干扰，在相对适宜的环境中完成生活史。很多农田杂草的种子在不良环境条件下会产生诱导休眠，其种子能安全度过不良环境，在合适的时机萌发生长，使得农田中存在持久性的种子库。一年生杂草可以在短时间内开花结果，完成生活史周期，以种子越冬，避免低温、旱涝及人为干扰的影响；多年生杂草越冬时地上部分死亡，通过地下茎、根度过冬天。碳四（C_4）杂草淀粉储藏在维管束周围，草食动物就会选择性地不进食此类杂草，从而避免被啃食，如马唐、稗草、狗尾草等。有些杂草会散发特殊的气味，如天名精、黄花蒿等，可以趋避禽畜和昆虫的采食。曼陀罗等杂草具有毒素或刺毛，可以保护自身免受食草动物伤害。有些杂草在盐碱环境下可通过稀盐或被动拒盐降低细胞内盐浓度来减轻盐害，如碱蓬。②耐逆性，是植物体通过对自身形态和代谢的变化，来阻止、降低甚至修复外部不利条件对植物的伤害。在不良环境下，杂草通过代谢及结构的改变、保护性物质含量的升高来清除细胞产生的自由基，减轻活性氧带来的伤害，维持生物膜结构的完整性。杂草的抗旱生理机制主要表现为细胞原生质结构和组分的改变、水解酶活性的提高、渗透调节物质含量的增加等，如杂草稻随着干旱胁迫强度增加，叶片和根系清除过氧化氢的酶活力增强，从而防止膜质过氧化发生。有些杂草可以主动泌盐，依靠盐腺或盐囊泡将盐排出植物体外来增强对盐胁迫的适应能力，如滨藜属杂草。很多杂草对除草剂也产生了抗性，在除草剂诱导及自然选择压力下，耐药性的个体或具有抗药性的遗传变异被保留，并迅速繁殖发展为较大的群体。

杂草为了适应逆境环境，会在器官、细胞、分子等水平上做出及时调节。杂草多实性、易变性和多型性、遗传多样性及对环境的高度适应性是产生抗逆性的内因。逆境胁迫会通过一系列的信号分子传递来诱导相关抗逆基因的表达，引起某些物质的积累，来适应逆境环境，如水分胁迫促进杂草稻活性氧清除剂的形成，有利于维持细胞正常新陈代谢；长期使用激素类除草剂会使稗草产生由靶标酶变化导致的杂草抗药性。抗性生物型的产生是选择压力导致的基因突变的结果。植物对逆境的应答是非常复杂的生命过程，截至2020年尚未完全清楚。

杂草的抗逆性使得杂草较农作物可以忍受更加复杂和不良的环境条件，影响了农作物的生长，给人工和化学除草带来了很大挑战。