水分在植物生命活動中扮演著一個非常重要的角色，水分脅迫往往使膜蛋白從膜系統游離下來，導致蛋白質變性聚合。可是正常性種子的細胞卻能耐脫水，而頑拗性種子則否，學者們對這個問題感到困惑，近年來對其研究十分活躍。
種子品質嚴重影響到作物產量。當前對種子品質研究的趨向有兩個方面：一是從種子萌發潛力（或稱生活力）和耐藏性的高低進行研究；另一是尋找種子品質的分子標誌。
在多次農業及糧食的國際會議討論中，曾提出十餘項迫切的研究任務，其中多項屬於植物生理學的範疇，如光合作用與生產、生物固氮、礦質吸收、對不良環境的抗性、對競爭性生物系統的抗性、植物的生長發育與激素等。其餘幾項如遺傳工程、細胞工程、菌根和土壤微生物、大氣汙染、病蟲害的控制等也與植物生理學有關，可見植物生理學是農業現代化的主要基礎。
光合作用的研究，在解決糧食問題和能源問題兩個方面都將發揮巨大作用。甚至還涉及環境保護方面，因為工業發展，石油、煤等的燃燒量大，空氣中CO2顯著增加，以致影響氣候環境，增加光合作用來吸收CO2是對策之一。更為突出的是新能源的開發。地球上捕獲、轉化太陽能的最主要途徑是綠色植物的光合作用，每年能固定3×1021J，10倍於世界上每年的能量消耗。為此提出如下辦法：
（1）利用植物殘渣製成沼氣；（2）使植物產物發酵製造酒精；（3）利用不適於耕種的土地栽植產油脂或碳氫化合物的植物以提取燃料；（4）利用藻類或離體葉綠體在光下產生氫氣；（5）用提取的葉綠素及人造的無機半導體物質來模擬光合作用，分解水放出氫氣。這些做法都是根據植物生理學研究發展出來的。太陽能取之不盡，如能用來產生氫氣作為燃料，燃燒後生成水，可反覆使用，且不會造成汙染。