常態肉莖植物
這類植物沒有典型葉，或者葉基本不發育，也有的極度退化為鱗片，例如沙拐棗屬（Calligonum），梭梭屬（Haloxylon）、麻黃屬（Ephedra）等。
形態特徵
本類植物多為半灌木、灌木和小喬木，葉片退化為膜質鱗片，減少了蒸騰面積，節約利用有限的水分；幼莖肉質多漿，綠色，代葉行光合作用，故稱為“同化莖或枝”。節明顯，有的具關節，部分在營養期末脫落，每年更新。根系發達，如沙拐棗的主根水平分布可達十幾米，經風蝕暴露的根上能長出不定根和不定芽，進行營養繁殖。
結構特徵
根：一般有較厚的周皮，特別在暴露的根上，皮層薄，內皮層較厚，凱氏頻寬，木質部發育良好，有較強的輸導能力。
莖：具同化作用的莖或枝，表皮細胞外壁特別增厚；一般氣孔下陷，保衛細胞壁增厚，特別木麻黃（Casuarina cquisetifolia）的氣孔器長在縱溝的表皮上邊，表皮毛充滿縱溝，使溝內保持潮濕，減少植株的蒸騰置。角質膜厚，具等徑薄壁的下皮層，下皮內為二層柵欄狀的同化細胞，富含葉綠體。梭梭的外層細胞長，內層的短，沙拐棗的正相反，外層的粗短，內層的細長，這些細胞中常散生著含晶細胞。再內是一層近乎方形的細胞，含有葉綠體和一些膠狀物質。緊接著是幾層多邊形的薄壁細胞，內有大的液泡，即貯水組織。在貯水組織中散布有小維管束，維管束中的木質部較小，維管束周圍和外側有纖維，纖維細胞內還能看到細胞核，可能是一種生活細胞。芳（Fahn， 1964）認為具活纖維是沙漠植物的普遍特徵。中央有髄，但不發達，也有狹窄的髓射線。就整個莖來說，皮層所占比例大，可達50— 70%，保證了莖有足夠的同化和貯水能力。有的植物這種皮層在 夏季會從成熟莖上脫落，由韌皮部的薄壁組織誘導產生周皮。
總結這類植物的結構特徵，①角質膜厚；②氣孔器下陷；③ 具柵欄狀的同化組織；④普遍具含晶細胞，有的還含粘液細胞I；⑤有發達的貯水組織；⑥有生活的纖維細胞；⑦在莖中皮層占比例最大，維管組織占比例小。
變態肉莖植物
這類植物莖不同於一般形態，在植物學上常稱為變態莖，有的如球形，如仙人球（Echinopsis multiplex）；有的扁平如帶， 如令箭荷花（Epiphyllum ackermannii）；有的呈紡鍵狀，如紡錘樹（Cavanillesia atborea）等。這類植物大多數是生長在美洲和非洲的仙入掌科植物，它們是不是屬於旱生植物有爭議。布隆（Brown， 1933）曾發現仙人掌類的Rhopalota aphyll 生長在南非岩石間的水坑裡，並沉在25厘米的水下。 英國皇家植物園在栽培這種植物時，也必須把栽培的盆子浸沒在水中，說明這類植物雖有許多旱生植物的特徵，但不限於生長在 乾旱的地方。固然仙人掌類植物可以生長在其它環境，甚至在水分條件好的地方生長還好，但應當看到它們大量分布的地方是美洲荒漠，稀樹幹草原地帶，一生中要經歷全部或一段時間的乾旱生活時期，無疑是一種旱生植物。
形態特徵
仙人掌類的根系不很發達，根細而多分枝，橫向延伸，在有水時生長快，屬淺根系；這類植物的莖肉質有多種形態，有的植物長有棘刺或毛狀刺，顏色多為綠色，具同化能力；葉的情況多樣，有的不發育如蟹爪蘭（Zygocatus truncatus）， 有的葉發育扁平或圓柱狀鱗片，瞬即脫落，如仙人掌屬（OPuntia），有的能長正常的葉，但在旱季來臨時，脫落，到雨季來到時再長新葉， 如紡錘樹。總之，這類植物是在空間或時間上減少蒸騰量，其效果是驚人的，如有的仙人掌類植物作為標本放置8 了年，重量僅從7.5公斤減少到 3.5公斤；有的放3年還澆水還能開花。
結構特徵
仙人掌類角質膜厚，表皮細胞外切向壁加厚，氣孔器下陷；表皮下是厚角組織組成的下皮層；其內是含葉綠體的同化組織；再向內的皮層和中心的髄部都很發達，是一些大而圓形具紋孔的貯水細脃，常含粘液；維管組織和機械組織不發達，木質部主要是含有環紋及螺紋的管胞，沒有生長輪。紡錘樹一類植物樹幹粗達幾米，主要是莖內有特別發達、疏鬆柔軟的木質部，木質部成了植物的貯水室，到雨季時，一株樹可貯幾噸水，到旱季時慢慢享用。
總結這類莖特徵：①莖肉質肥大多漿；②儘量縮小體表面積，有球形莖的形態；③莖具有同化作用；④莖表皮及角質膜加厚；⑤氣孔器多下陷；⑥有特別發達的貯水結構；⑦維管組織和機械組織不發達，⑧葉退化或早落；⑨多為淺根系。
常見的肉莖植物
肉莖植物能在它們的莖中保留大量的水分和營養物質。例如生長在澳大利亞昆士蘭州的山地和草原上的瓶乾樹（也稱寶瓶樹），每逢雨季時就能在樹幹中存儲大量水分。仙人掌的貯水能力同樣很強，如北美的仙人掌高15-20米，可以貯水兩噸。亞利桑那荒漠中的仙人掌一株含水可達1000升。非洲的大戟屬植物以及一些景天科，百合科，龍舌蘭科的植物等這些都是常見的肉莖植物。
