Клеточное строение листа ученые исследовали под микроскопом на многочисленных поперечных и продольных срезах. Это позволило представить внутреннюю структуру листовой пластинки в объеме.
Сверху и снизу листовая пластинка покрыта кожицей, которая защищает ее от повреждений и высыхания. В кожице для проветривания имеются устьица. Устьиц обычно очень много — несколько сотен на 1 мм2 поверхности листа. У большинства растений они расположены на нижней стороне листа, куда попадает меньше солнечных лучей — и поэтому испарение меньше.
Если листья у растения располагаются под острым углом к стеблю, то устьица располагаются на обеих сторонах пластинки, но на нижней их все же больше (пшеница, кукуруза, ландыш, лилия). А вот у водных растений, листья которых плавают на поверхности воды, устьица находятся только на верхней стороне (кувшинка).
Между верхней и нижней кожицей расположена мякоть листа. Она состоит из ассимилирующей ткани, клетки которой содержат хлоропласты. Сразу под верхней кожицей размещается один слой клеток мякоти, которые имеют форму столбиков. Они содержат много хлоропластов. Это основная фотосинтезирующая ткань растений. По форме клеток ее называют Столбчатой. Между столбчатой тканью и нижней кожицей расположена губчатая ткань. Ее клетки имеют неправильную форму и размещаются рыхло, с большими межклетниками. В клетках губчатой ткани хлоропластов меньше, чем в столбчатой. Основные функции губчатой ткани — газообмен и испарение воды. Фотосинтез в ее клетках тоже происходит, но не так интенсивно, как в столбчатой.
В пластинке листа проходят жилки. В их состав входят проводящие ткани (сосуды ксилемы и ситовидные клетки флоэмы) и механические волокна. По жилкам вода и минеральные вещества поступают в лист, а продукты фотосинтеза выводятся из листа.
Кроме того, жилки придают листу прочность и служат ему опорой. Таким образом, все элементы строения листа связаны с осуществлением его функций — фотосинтеза и транспирации и дыхания.