植物离体培养中的器官分化有两种情况，一种是直接从外植体细胞上形成器官原基后发育成器官；另一种是先形成愈伤组织，后形成不同的器官原基再发育成器官。
组织培养中最常见的器官是根和芽，芽原基多数起源于培养物的浅表层细胞，属外起源，而根多发生于组织的较深层，为内起源。根、芽器官间一般没有维管束的联系。不同的培养材料间发生器官的能力大小差别很大，有的很容易，有的至今仍未获得再生植株。
通过器官发生再生植株的方式有三种，最普遍的是第一种方式，即先分化芽，再分化根；
第二种相反，先根后芽，芽的分化难度较大；
第三种是在愈伤组织块的不同部位上分化出根或芽，再通过维管组织的联系形成完整植株。
