现代植物学以研究层次和重点不同而划分为五个主要分支：

植物形态学是研究植物的形态和结构(由细胞到器官各个层次)的学科，分支学科有植物细胞学、解剖学(专注于内部结构)、组织学(关心特殊种类细胞的性质)、植物胚胎学等。

植物生理学是研究植物各部分或整体的功能和行为的学科，它和植物生物化学紧密相联。后者研究植物生命过程中化学组成和变化。植物生物化学还有一个重要分支——植物化学——研究植物次生代谢的化学产品。

植物遗传学是研究植物的种质和遗传、变异等现象的学科(因此和研究植物进化相联系)。

植物生态学是研究植物和其环境的关系的学科。在其定义上还更广泛一些，因为除去它本身特殊的方法之外，它既牵涉到区系学也牵涉到生理学。和它紧密联系的是植物地理学(包括地植物学)研究植物和地球表面的关系和植物社会学(植物群落学)研究植物群落。

植物分类学是研究植物的分类和命名的学科，它们的系统和演化(包括区系学，研究特定区域的全部植物，其种类分布、起源和发展)。这些区分并不是绝对的，为明了植物的功能和行为，必须了解植物结构的一些知识。分类学家在一个谱系的理论上来将植物分类，他也要关心进化。植物细胞学研究植物的各个细胞，部分是形态学，部分是生理学，而部分是遗传学等等。