Các tế bào phân sinh có đặc điểm: Màng sơ cấp rất mỏng, chất sống chiếm ưu thế so với chất không sống, không bào rất nhỏ, nhân lớn tròn vì không bị sức ép của không bào. Tỷ lệ chất nguyên sinh so với chất dự trữ size 12{ >= {}} {}90 %. Chứa nhiều cơ quan tử, hoạt động tăng, do đó dẫn đến mâu thuẩn là tế bào nhỏ, khả năng sinh trưởng lớn, mối liên hệ giữa bề mặt và thể tích bị phá vở và quá trình phân chia tế bào xảy ra.
Các mô phân sinh có cấu trúc tế bào khác nhau và về cơ bản không khác với các mô sống trưởng thành. Trong thời gian phân bào mạnh, các tế bào phân sinh không có thể vùi thứ sinh và các lạp tồn tại ở giai đoạn tiền lạp thể. Chúng có mạng lưới nội chất kém phát triển và trong thể tơ có cấu trúc bên trong ít phức tạp hơn. Như vậy mô phân sinh ít phân hóa. Những tế bào ở tầng sinh bần có thể có lục lạp, và ở tầng sinh mạch có thể chứa tinh bột và tanin, mô phân sinh phôi ở trạng thái nghỉ thường chứa các chất dự trữ khác nhau. Mức độ không bào hóa ở các tế bào phân sinh rất thay đổi. Các tế bào mô phân sinh ngọn chứa thể nguyên sinh đậm đặc. Nếu có không bào thì thường khó quan sát dưới kính hiển vi quang học hoặc ở trạng thái phân tán trong tế bào chất. Ở mô phân sinh ngọn nhiều cây Quyết và Hạt trần, một số tế bào có không bào rõ rệt. Tóm lại, kích thước tế bào, mô phân sinh tỷ lệ thuận với không bào. Các tế bào mô phân sinh, có nhân lớn. Nhưng tỷ lệ giữa kích thước tế bào và kích thước nhân là rất thay đổi trong các mô phân sinh. Ở các tế bào phân sinh lớn thì có tỷ lệ nhân so với tế bào nhỏ hơn tế bào phân sinh nhỏ. Hình dạng, kích thước của các tế bào phân sinh cúng rất thay đổi. Ở mô phân sinh ngọn, tế bào phân sinh thường có kích thước đồng đều. Ở tầng sinh mạch thì các tế bào phân sinh có hình thoi. Chiều dày vách tế bào phân sinh cũng khác nhau, thông thường chúng có vách sơ cấp mỏng. Ở một số vùng của mô phân sinh ngọn, có thể có vách sơ cấp dày, và vùng lỗ sơ cấp rất rõ. Các tế bào phân sinh của tầng sinh mạch đôi khi vách dày rõ rệt với các vùng lỗ cấp một lõm sâu. Thông thường ở các mô phân sinh không có khỏang gian bào, nhưng chúng có thể sớm phát triển ở mô phân sinh dẫn xuất như ở rễ cây. Những đặc điểm sinh hóa rất khác nhau giữa các tế bào, giữa tế bào mô phân sinh và mô vĩnh viễn. Các mô phân sinh có tốc độ hoạt động trao đổi chất cao, thường có phản ứng mạnh với peroxydaza và thường giảm xuống sau khi phân bào kết thúc.
