Plantefysiologi er en underdisiplin av botanikk og omhandler plantenes funksjon, eller fysiologi. Nær beslektede temaer er plantemorfologi, planteøkologi, cellebiologi og molekylærbiologi.
Fundamentale prosesser som fotosyntese, respirasjon, planteernæring, vekststoffer (plantehormoner), tropismer, nastier, fotoperiodisme, fotomorfogenese, biologisk klokke, døgnrytme (cirkadiske bevegelser), miljøstress, frøspiring, dvale, spalteåpninger og transpirasjon (vannbalanse) studeres av plantefysiologer.

Plantefysiologi (eller – hvis fremmedordet skulle være konstrueret korrekt – fytofysiologi) er læren om planternes livsfunktioner. Det drejer sig for det første om forhold som spiring, vækst, blomstring og frøsætning. Men for det andet drejer det sig også om optagelse af vand og næringssalte, transportsystemer, oplagring af næring, opfangning af energi, beskyttelse og forsvar mod sygdomme og beskadigelser. Plantefysiologien drejer sig kort sagt om planterne som systemer, der etablerer en indre ligevægt og en balance overfor ydre vilkår i deres miljø.