植物体在长期的历史发展过程中，长期的适应其生存环境条件，有些植物的营养器官无论在形态上、构造上或生理功能上，都变得面目全非，这种变化叫变态。变态是一个可以一代代遗传下去的稳定的遗传性状。根、茎、叶都可以发生变态。根的变态有肥大直根（如萝卜、胡萝卜、甜菜），块根（如甘薯），气生根，吸器（如寄生植物菟丝子的根）等形式。肥大直根和块根都是肥大的肉质根，其中储藏了大量营养物质，不同之处在于肥大直根是由直根系的主根肥大而成并包括了茎基部和胚轴的部分，形状比较规则，比如萝卜上部，没有侧根发生的部分就是茎和下胚轴肥大形成的；块根则完全是由根的部分——侧根或不定根形成的，形状不规则。气生根是生长在空气中的根，有几种类型。榕树的树干和老枝上，玉米茎的基部生有支柱根，有的支柱根长得很粗，榕树“独木成林”的现象就是由此产生的；常春藤等藤本植物的茎上产生攀援根，借以固着攀援；一些湿生植物（如红树、水松、池杉等）向上长出水面，称为呼吸根。茎（主要是地下茎）的变态很多，有根状茎（如藕、竹等）、块茎（马铃薯）、鳞茎（洋葱、大蒜）、球茎（芋头、荸荠），与根的区别是其上生芽、长叶、分节。茎的地上部分也有很多变态。南瓜、葡萄的卷须；皂荚、山楂的枝刺；竹节蓼、假叶树的叶子退化，由茎变态成绿叶，叫叶状枝，执行叶的功能，所以假叶树的花不是在枝上而开在“叶片”上。许多植物的茎还可变成绿色的肉质化（莴苣、榨菜），最常见的是仙人掌科植物（如昙花、鳖瓜兰、仙人掌、仙人球等）各种形状的肉质变态茎。叶的变态有以下几种；苞叶是生于花或花序下面的一种特殊叶（如向日葵和玉米雌花序外的苞叶），有保护花或果实的作用。叶卷须是叶变成卷须状（如豌豆羽状复叶的先端），有攀援作用。鳞叶包在芽外或根状茎的节部，有保护功能。许多植物（洋槐、小蘖）的叶或托叶变成刺状叶，同样具有保护作用；有的植物叶片退化消失，由叶柄变成叶片状（如台湾相思树）。还有一些植物的叶变态成捕虫叶，形状各异（如猪笼草的为瓶状，狸藻的囊状，茅膏菜的盘状等），可以捕捉和消化昆虫，非常奇特。由于营养器官的变化，使器官的功能得到了扩展和加强，为植物体适应环境提供了良好的内在条件。