התפתחות הצמח כוללת את כל תהליכי הצמיחה וההתמיינות. מן המבנה הפשוט, יחסית, של הזיגוטה נוצר בתהליכים האלה המבנה המאורגן והמורכב של הצמח הבוגר. תהליכי הצמיחה וההתמיינות מתקיימים גם בצמח הבוגר. מקובל לראות את תחילת חייו של הצמח העילאי בזיגוטה. הזיגוטה נוצרת מהתלכדותו של הגרעין הגנרטיבי של נחשון האבקה עם גרעין תא הביצה בשק העובר. בשלב מסוים, נפסקת התפתחות העובר, הוא מתייבש במידה ניכרת וניתק מצמח-האם בצורת זרע או פרי. התפתחותו וצמיחתו של העובר מתחדשות כאשר נוצרים תנאי טמפרטורה ולחות מתאימים. בתנאים כאלה העובר מתעורר, הזרע נובט, הנבט גדל ומתפתח ונעשה לצמח מבוגר.
תהליכי הצמיחה וההתמיינות גורמים להתפתחות מערכת השורשים וליצירת ענפים ועלים. השלב הזה בחיי הצמח נקרא השלב הווגטטיבי. תהליכי הצמיחה באים לידי ביטוי בהגדלת הצמח ובהרחבת ממדיו. קצב הצמיחה הווגטטיבית הולך ופוחת עם הזמן עד שהוא נפסק.
לאחר מכן, חל שינוי מהותי במהלך חייו של הצמח: קדקודי הצמיחה הגבעוליים, שיצרו עד כה עלים וגבעולים בלבד, מתחילים עתה לייצר סוג חדש של רקמות ואיברים - איברי רבייה. בצמחים העילאיים מקובצים האיברים האלה במבנים מסוימים מוגדרים ביותר, הידועים לנו כפרחים, ומהם נוצרים אחר-כך פירות וזרעים. שלב זה בחיי הצמח נקרא השלב הרפרודוקטיבי.
עם סיום השלב הרפרודוקטיבי מסתיים גם מחזור חיים של הצמח. צמח חד-שנתי קמל ומת, ואילו בצמח רב-שנתי מתחדש השלב הווגטטיבי של ההתפתחות לאחר תקופת מנוחה, ואחריו בא שוב השלב הרפרודוקטיבי, וחוזר חלילה. מחזור חייו של צמח רב-שנתי כולל אפוא תקופות של צמיחה פעילה, ותקופות של חוסר פעילות. בתקופת הצמיחה, הצמח רגיש לתנאים חיצוניים ועלול להינזק אם התנאים אינם מתאימים. תקופות של חוסר פעילות הן לרוב בעונות השנה קשות האקלים שעלולות לסכן את חיי הצמח. באזורים הממוזגים, למשל, עצים נשירים הם חסרי עלים בחורף, ואילו באזורים בעלי קיץ שחון חלה לרוב הפסקת הצמיחה בקיץ. באזורים שבהם אין למעשה עונות מוגדרות, באזורים הטרופיים, אין הבחנה בין השלב הווגטטיבי לשלב הרפרודוקטיבי. ברוב העצים הפריחה מופיעה יחד עם המשך הצימוח הווגטטיבי.
קיים אפוא הבדל מהותי בין התפתחות צמחים ובין התפתחות בעלי חיים. אצל בעלי חיים מסתיימת ההתפתחות עם ההתבגרות ולא נוצרים יותר איברים חדשים. ואילו בצמחים, ובעיקר ברב-שנתיים, מתחדשת ההתפתחות ונוצרים איברים חדשים במשך כל חיי הצמח.