維管植物進行光合作用的主要器官（見彩圖）。典型的葉由葉片、葉柄和托葉組成。葉片是葉的最重要的部分，一般為薄的扁平體，這一特徵與它的生理功能──光合作用相適應。在葉片內分佈著葉脈，葉脈具有支援葉片伸展和輸導水分與營養物質的功能。葉柄位於葉片基部，並與莖相連。葉柄的功能是支持葉片，並安排葉片在一定的空間位置，以接受較多陽光和聯繫葉片與莖之間水分與營養物質的輸導。托葉位於葉柄和莖的相連接處，通常細小，早落。托葉形狀因種類而異，例如犁樹的托葉呈線形；豌豆的托葉很大大，呈葉片狀；洋槐和酸棗的托葉變為刺；蓼科植物的托葉包圍著莖節基部叫做托葉鞘。
物質在葉中的運輸
潘傢迅繪
植物的葉如果具有葉片、葉柄和托葉的叫做完全葉，例如桑、豌豆、蘋果、桃和棉花的葉（圖1）。有的植物葉並不全具有這3部分，如丁香的葉沒有托葉，萵苣的葉沒有托葉和葉柄，叫做不完全葉。
單子葉植物的禾本科和蘭科，它們的葉沒有葉柄和托葉而有葉鞘。禾本科植物的葉鞘包裹著莖稈，有加強莖的支持作用和保護葉腋內幼芽的功能。
裸子植物的葉也是多種多樣的。蘇鐵(俗名鐵樹)為大型羽狀復葉，叢生於莖的頂端，銀杏葉為扇形，松柏類植物的葉則為針形和鱗片狀。
從廣義講，凡是適應於進行光合作用的結構都可以叫做葉，例如低等植物中的某些藻類，植物體適於光合作用的扁平部分（例如海帶的帶片），或是蘚類植物體上的“葉”都可以稱為葉；從狹義講隻有維管植物才具有真正的葉。由系統發育的觀點來看，真正的葉又分為兩個類型：原始類型隻見於一部分蕨類植物，如石松、卷柏和松葉蕨，它來自莖的表面突起，葉片小而葉脈不發達，稱為小型葉，大多數維管植物具有由枝系統變異而成的大型葉，葉片較大而且有發達的葉脈。
形態 葉的形態特征主要表現在葉片的大小和形狀。不同種類的植物有很大的不同。葉片的長度由幾毫米到幾米（如棕櫚、香蕉的葉片），王蓮的巨大漂浮葉直徑達兩米，可載住一個小孩。葉的形狀變化更大（圖2），葉片的形狀，包括葉緣、葉尖、葉基以及葉脈的分佈等，每種植物都有其特點。葉在形態上的多樣性，是植物種類形態特征的重要方面。
每個葉上隻有一個葉片的叫做單葉，像蓖麻、蘋果、南瓜、向日葵和玉米等。葉柄上有兩個以上的葉片的葉叫做復葉，例如落花生葉柄上具4小葉、三葉橡膠具3小葉(圖3)。復葉按小葉排列方式的不同又可分為羽狀復葉和掌狀復葉，例如合歡的葉為羽狀復葉，大麻的為掌狀復葉。
各種植物的葉在莖上都有一定的著生次序叫做葉序，葉序有3種基本類型，即互生、對生和輪生(圖4)。
在莖上每一節隻生有一葉的叫互生葉序。互生葉序的葉子成螺旋狀排列在莖上。如果任意取一個節上的葉為起點，螺旋而上，追溯到與起點葉在同一垂直線上的另一葉。同一垂直線上的兩葉(起點葉與終點葉)之間的螺旋距離叫做葉周。葉周中有一定數目的螺旋圈數和一定數目的葉。如果把螺旋圈數做為分子，把螺旋圈數內的葉數為分母，則互生葉序的公式可為：1/2、1/3、2/5、3/8等。1/2表示互生葉每隔半周(180°)長出一葉，如榆樹、椴樹的葉序；1/3表示每隔1/3周（120°）長出一葉，如梨樹的葉序；2/5表示每隔2/5周(144°)長出一葉等等。
莖的每一節上有兩葉相互對生叫做對生葉序，例如丁香、薄荷等。在對生葉序中，下一節的對生葉常與上一節的葉交叉成垂直方向，這樣兩節的葉片避免相互遮蔽。
莖的每一節上著生3個或3個以上的葉，排成輪狀，叫做輪生葉序。夾竹桃、金魚藻的葉序為輪生葉序。
雖然每種植物葉的形態都有其特點，但許多植物在個體發育過程中，可以出現不同形態的葉。例如子葉是植物體最早形成的葉片，其形態與正常葉不同。又如桉樹幼小樹苗的葉為卵形無柄的對生葉，老株的葉為披針形有柄互生葉。
發育 一般葉在芽中已經形成，它的發育開始於莖端生長錐的葉原基。葉原基初形成時，它的所有細胞還都是原分生組織的狀態。在發育過程中，細胞逐漸過渡到初生分生組織。
葉的初生分生組織也和根、莖一樣，分為原表皮層、基本分生組織和原形成層。在幼葉上不再保留原分生組織，因此整個幼葉在發育過程中全部成熟，不像根與莖中還保留著原分生組織組成的生長錐。
在葉原基形成幼葉的過程中，先有頂端生長使葉原基成細長的柱形，然後是邊緣生長形成葉的雛形，分化出葉片、葉柄和托葉幾個區域。大多數幼葉葉片的生長基本上是等速生長，但幼葉各部分向各方向生長的速度並不完全一致，因而葉片的形狀在生長過程中，由於各部分細胞分裂和細胞擴展的不同，可以發生變化形成各種形態特征。
葉的生長期有限，在短時期內達到一定大小後，生長就停止。但有些植物在葉基部保留有居間分生組織，可以有較長的生長時期。像禾本科植物的葉鞘能夠隨著節間生長而伸長；蔥、韭菜的葉割去上部葉片，葉仍繼續生長，這都是由於居間分生組織活動的結果，但這些部分也不是始終保持生長能力，過一定時期後，居間生長也就停止。
結構 被子植物葉片的結構一般比較一致，是由表皮、葉肉和葉脈3部分所組成（圖5）。
葉片是有背腹之分的扁平體，表皮也有上下表皮之分。表皮是由一層生活細胞所組成，但也有少數植物葉片表皮是多層細胞的結構，稱為復表皮。如印度橡皮樹可有3～4層細胞、夾竹桃可有2、3層細胞組成的復表皮。葉片的表皮細胞一般為形狀不規則的扁平體，側壁凸凹不齊彼此互相嵌合、連接緊密，沒有細胞間隙，其外壁較厚，角質化，並具角質層，有的並有蠟質。
在葉片的表面還常有表皮附屬物──毛和氣孔（器）（見植物表皮）。葉肉由含有許多葉綠體的薄壁組織細胞組成，是綠色植物進行光合作用的主要場所。一般植物的葉片中葉肉明顯地分為2部分：①柵欄組織，位於上表皮之下，細胞呈圓柱形，其長徑與表皮成垂直方向排列；②海綿組織，位於柵欄組織和下表皮之間，細胞呈不規則形狀。柵欄組織和海綿組織細胞內含有大量葉綠體，都有著發達的細胞間隙，構成瞭龐大的通氣系統，並與表皮的氣孔相通連。有些植物如桂花和茶樹葉片的葉肉組織中，有石細胞存在。
葉片中的維管束叫做葉脈，葉脈在葉片上的分佈形式一般分為兩大類：網狀脈序和平行脈序。網狀脈序的特點是葉脈錯綜分枝，連結成網狀，是雙子葉植物葉脈的特征。網狀脈序因中脈分出側脈的方式不同，又可分為羽狀脈序和掌狀脈序。蘋果、夾竹桃、枇杷等植物為羽狀脈序；南瓜、葡萄、槭樹、蓖麻等植物為掌狀脈序。平行脈序是中脈和側脈自葉片基部發出，大致互相平行，至葉片頂端匯合，它是大多數單子葉植物葉脈的特征(圖6）。
裸子植物中的銀杏具有另一種類型的葉脈，叫做叉狀脈序，葉脈為二叉分枝式，這種脈序也常見於蕨類植物。
各級葉脈的結構並不相同，大型葉脈，如中脈和大的側脈是由維管束和機械組織組成的。維管束也和莖中的一樣，有木質部和韌皮部，在它們之間還常具有形成層，不過形成層的活動期有限，隻產生少量的次生結構。在維管束的上、下方還具有許多層機械組織，這些組織在葉片的背面（遠軸面）特別發達，因此中脈和大的側脈在葉片的背面形成顯著的突起。中脈越分越細，結構也越來越簡單。首先是形成層消失，機械組織逐漸減少或消失，到瞭葉脈的末梢，木質部隻有管胞，韌皮部也隻有短而細的篩管分子和增大的伴胞。
許多植物的小葉脈中有特化的具有吸收和運輸功能的傳遞細胞。這些傳遞細胞有著不同的類型，來源於不同的薄壁組織細胞。但結構上有著共同的特點，都具有向內生長的細胞壁。質膜緊貼著向內生長的細胞壁，使傳遞細胞的原生質體的表面積與體積的比例增大許多倍，因而能夠更有效地進行輸導與轉運的作用。
葉脈的維管束不與葉肉細胞直接接觸，而是被幾層排列緊密的細胞所隔開，就是在葉脈末梢也有1～2層細胞包圍，這層細胞稱為維管束鞘。在光合作用中不同碳固定途徑的呌、C4植物，它們的維管束鞘結構不同。C4植物，如玉米、甘蔗等葉片維管束鞘的外圍，排列緊密的一圈細胞中含有形狀大，缺乏基粒的葉綠體，組成瞭“花環型”排列。呌植物如小麥、水稻等葉片維管束鞘細胞就沒有這種結構。雙子葉植物C4型的莧菜、大濱藜葉片維管束鞘細胞中，也有類似玉米、甘蔗的結構（見四碳植物）。
生態類型 葉是植物暴露在空氣中面積最大的器官。植物演化過程中適應不同的生境（特別是水）產生各種形態結構。依照植物與水分的關系，把植物分為旱生植物，中生植物和水生植物。
旱生植物的葉小而厚或多茸毛，在結構上表皮細胞的細胞壁厚，角質層發達。有些種類表皮為復表皮而且氣孔下陷，例如夾竹桃的葉。另一種類型的旱生植物叫做肉質植物，它們的葉片肥厚多汁，葉內有發達的薄壁組織，貯存大量水分。例如蘆薈、景天、馬齒莧等。仙人掌的葉片退化，莖肥厚、多漿呈綠色，代替葉行光合作用。
中生植物就是前面所講的最常見、最普遍的類型。水生植物中許多類型是整個植物體侵沒在水裡，葉外形小而薄（例如黑藻），或成絲狀（如狐尾藻）。沉沒水中的葉表皮細胞外壁不角質化，沒有角質層或角質層很薄，細胞內具葉綠體。葉上沒有氣孔。葉肉隻有少數幾層細胞，沒有柵欄組織的分化。葉內有發達的通氣組織。維管組織退化（特別是木質部），機械組織不發達。另外一些水生植物，植物體僅一部分浸沒在水中，葉露出水面。其葉的結構除有發達的通氣系統外，基本上與中生植物葉相似。
光也影響著葉片的結構，生長於直射陽光下的植物（稱為陽地植物），受光和熱比較強，四周空氣比較幹燥，其葉傾向於旱生的形態結構，而生長於蔭蔽環境的植物（稱為陰地植物）陽光漫射，環境陰濕，一般葉片大而薄，柵欄組織不明顯，細胞間隙發達。在同一株植物上的不同部位的葉片，由於所處的環境不同，其形態結構也出現差異。位於植株頂部的葉傾向於陽生葉的結構，樹冠下蔭蔽處的葉傾向於陰生葉的結構。
變態 有些植物葉的形態結構和生理功能，在本質上都發生瞭非常大的變化，叫做葉的變態。如仙人掌的全部葉子變為刺狀，以減少水分的散失，適應幹旱環境中生活；酸棗、洋槐的托葉變成堅硬的刺，起著保護作用；豌豆復葉頂端幾片小葉變為卷須，攀緣在其他物體上，補償瞭莖桿細弱，支持力不足的弱點。食蟲植物的葉能捕食小蟲，叫做捕蟲葉，這些變態的葉有的呈瓶狀，如豬籠草；有的為囊狀，如貍藻；有的呈盤狀，如茅膏菜。在捕蟲葉上有分泌粘液和消化液的腺毛，當捕捉到昆蟲後，由腺毛分泌消化液，將昆蟲消化並吸收（見分泌結構）。
許多植物在其個體發育過程中，有的葉也發生變態，有著特殊功能。例如木本植物芽的外圍，有由葉變態的芽鱗包圍，起著保護幼芽的作用；鱗莖中的變態葉肉質化、貯藏營養物質，如洋蔥、百合的食用部分。在花和花序的基部也有變態的葉，例如玉米雌花序外面的苞葉、向日葵花序外邊的總苞，具有保護幼小花和花序的作用。
落葉 葉子並不是長久地生長在植物體上，而是有一定的壽命。一般一年生植物，葉子隨著植物體一起死亡。多年生草本植物和落葉的木本植物，其葉子的壽命隻有一個生長季。常綠的木本植物，葉的壽命可以有幾年。
多年生草本及木本植物，它們落葉時產生離層以後，葉子就由這裡脫落。（見脫落（植物））
當植物即將落葉時，葉子內部發生很大變化，細胞中有用物質逐漸分解運回莖內。葉綠體中葉綠素分解比葉黃素快，葉片逐漸變黃。有些植物在落葉前細胞中有花青素產生，綠葉變為紅葉。與此同時，在葉柄基部有一層細胞進行分裂，形成幾層小型的薄壁組織細胞，這層結構叫做離層。不久這層細胞間的中層分解，繼而整個細胞分解，葉片逐漸枯萎，以後由於風吹雨打等機械力量，使葉柄自離層處折斷，葉子脫落。在離層折斷處的細胞栓質化，起著保護“傷口”的作用。葉脫落後，在莖上留有的疤痕，叫做葉痕。
離層不僅產生在葉柄上，也可產生在花柄和果柄上，便於花和果實的脫落。
演化 大型葉與小型葉在形態上有很大差別，從系統演化的觀點看，這兩種葉子類型不是同源的。
從古代最原始的陸生植物萊尼蕨可瞭解到，最早的小型葉，是莖上的簡單突起，沒有葉跡。進一步進化，出現葉跡，如松葉蕨屬植物。更進化的小型葉，其葉跡在葉上成一連續的中脈，如現存的石松屬（Lycopodium）植物。
大型葉的來源與小型葉不同，它是二叉分枝的一個分叉扁化而成的，因此它們不但有葉跡，而且有葉隙。甚至有人認為葉隙的有無是大型葉與小型葉的主要區別。
在雙子葉植物中，認為單葉、全緣、具羽形網狀葉脈的葉為原始類型，原始的毛茛科植物中，大多數是這一種類型的葉。
經濟用途 許多植物的葉子，在人類生活中起著重要的作用，如白菜、洋白菜、菠菜、芹菜和韭菜等都是葉菜類蔬菜；茶樹的葉為我國主要的飲料；煙草葉為制卷煙的原料，藿香、薄荷等植物的葉為常用的中草藥；劍麻葉中的纖維為重要的制繩原料。此外，由於龐大的葉面積同空氣接觸和進行活躍的氣體交換，因而一些植物的葉片有指示環境污染的作用。從葉片上受害的斑點、傷痕指示出空氣中存在過量的 SO2、氟、臭氧等。有的植物葉片具有吸收空氣中有害物質的作用。通過蒸騰作用，葉還具有降低氣溫、增加空氣中濕度的作用。