Das Gefäßsystem der Pflanze, gefüllt mit röhrenförmigem Gefäßgewebe, sind die entscheidenden Kanäle, durch die Wasser und Nährstoffe in Pflanzen fließen. Ohne sie sind Pflanzen auf eine Größe von wenigen Zoll (Zentimeter) beschränkt, wie dies bei Moosen, Horn- und Lebermoosen, den einzigen terrestrischen nicht vaskulären Pflanzen, der Fall ist. Die meisten heute lebenden Landpflanzen haben ein Gefäßsystem, von kleinen Sträuchern bis zu den höchsten Bäumen. Die größten transportieren Wasser und Nährstoffe zu den Baumkronen von über 379 m hohen Bäumen, wie dem Riesenmammutbaum.
Das Gefäßsystem in Pflanzen verwendet mehr als einen Zelltyp. Das Gewebe ist in zwei Teile unterteilt: Xylem und Phloem. Xylem befindet sich näher am Zentrum der Pflanze und seine Hauptfunktion besteht darin, Wasser zu transportieren. Das bekannteste Xylem ist Holz. Es besteht hauptsächlich aus toten Zellen mit einer röhrenartigen Struktur. Das Phloem besteht jedoch hauptsächlich aus lebenden Zellen. Das Phloem befindet sich näher an der Außenseite der Pflanze und bei Bäumen direkt unter der Rinde und transportiert organische Nährstoffe (bekannt als Photosynthese) in den Oberlauf der Pflanze. Die Abhängigkeit der Pflanze vom Phloem ist der Grund, warum Bäume getötet werden können, indem einfach eine kreisförmige Rindenschicht um ihren Umfang entfernt wird.
In Pflanzen findet sich dieses System in koordinierten Blöcken, den sogenannten Leitbündeln, die Xylem, Phloem und Schutzzellen um ihren Umfang herum enthalten. Wie bereits erwähnt, befindet sich Xylem näher am Zentrum, während Phloem näher am Rand liegt. Bei Blättern befindet sich das Xylem oben, das Phloem darunter. Blattläuse finden sich deshalb häufig auf der Blattunterseite: Hier können sie eindringen, um aus den Pflanzensäften Saccharose zu gewinnen.
Zwischen Xylem und Phloem befindet sich eine Schicht, die als vaskuläres Kambium bekannt ist. Es trennt das Xylem und das Phloem voneinander und ist die Quelle der Stammzellen, die sich in beide differenzieren. Die Wachstumsrate von Zellen aus dem vaskulären Kambium hängt vom verfügbaren Sonnenlicht und Nährstoffen ab, und die in Baumstämmen gefundenen Ringe sind ein Hinweis auf die Wachstumsmuster des vaskulären Kambiums.