在無菌培養基上對植物的離體組織（器官或細胞）進行培養的技術。
1958年，美國F.C.斯圖爾德等用組織培養方法從胡蘿蔔根的韌皮部細胞獲得了正常的胡蘿蔔植株以後，許多植物的細胞培養都得到了類似結果。這證明了植物的任何一個有核細胞都具有該植物的全套遺傳基因，在一定培養條件下可以長成與母體一樣的植株。植物細胞的這種全能性，是組織培養的理論依據。
植物的頂芽、側芽、葉、根、下胚軸、子葉等營養器官和花粉、花葯、子房、胚珠、孢子等生殖器官，髓、形成層、表皮等組織以及分離的細胞和原生質都可用作組織營養的材料。在控制的環境條件下，當供給所需的營養物質時，這部分器官、組織或細胞經誘導可以產生愈傷組織，即停止分裂的細胞重新恢復細胞分裂活動，這個轉變稱為脫分化。愈傷組織在適合的培養基上又可經誘導分化出芽和根，最終成為完整植株，這個過程稱為再分化。
由於組織培養中植物的離體器官、組織或細胞從自養變為異養，在培養基中必須包括：
（1）各種無機鹽；
（2）維生素類，如維生素B1、維生素B6、煙酸、生物素等；
（3）作為碳源的蔗糖或其他糖類；
（4）根據需要補充加入的氨基酸、水解乳蛋白以及生長素、細胞分裂素、亦黴素等激素或生長調節劑。培養材料必須先經消毒，除去附在表面的微生物。培養基也要事先高溫滅菌。在整個培養過程中要避免微生物的汙染。同時要根據不同培養材料給以適當的溫度、光強、溼度和日照長度等環境條件。
植物組織培養技術在科學研究和生產實踐上具有多方面的用途：
（1）用於器官分化、形態建成、物質代謝以及細胞遺傳、病毒學等方面的研究。近來由於體細胞雜交技術的發展以及細胞器和 DNA等物質的引入原生質體，植物組織培養技術已成為植物遺傳工程學的重要技術。
（2）用於快速繁殖無性系，即從一個器官、組織或細胞經過多代培養而得到的後代。現一些無性系已在生產實踐上廣泛應用。如20世紀60年代發展起來的“蘭花工業”，就是用從蘭花的原球莖得到的無性系進行繁殖的工業化生產。
（3）用於培養無病毒植株。植物的幼嫩部分一般尚未感染病毒。在馬鈴薯生產上用莖尖培養方法獲得無病毒苗再移栽到大田，可提高產量。無病毒苗的培養還有利於地區之間或國家之間的相互引種。
（4）用於改良植物品種。應用較廣的是通過花葯培養獲得單倍體植株的方法。此外，還可用胚珠培養以及試管受精克服雜交不育性；用細胞培養誘發突變，篩選抗性強或品質優的細胞株；以及通過原生質體融合（體細胞雜交），創造新型別植物等。試管苗的冷凍貯藏則是一種較為方便的種質儲存方法。
（5）用於植物性藥物生產。如用組織培養方法生產魚藤酮、甘草甜素、人蔘、薯芋皁苷元等。
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