La semilla es el óvulo transformado y maduro, después de la fecundación. Es la estructura mediante la que realizan la propagación las plantas. Cada semilla contiene un embrión del que puede desarrollarse una nueva planta bajo condiciones apropiadas. Pero también contiene una fuente de alimento almacenado y está envuelto en una cubierta protectora.

La semilla se encuentra rodeada por una cubierta protectora exterior que recibe el nombre de epispermo. Esta cubierta se forma a partir de los tegumentos que originalmente rodeaban al ovario. Su función principal es la de proteger al embrión, aunque también participa en el control de la germinación y tiene importancia en la diseminación de la semilla. La superficie de esta cubierta puede ser lisa o diversamente esculturada, y su dureza varía mucho de unas semillas a otras y está relacionada con la naturaleza del fruto.

En el epispermo se puede distinguir el micrópilo, un pequeño poro por el que se produjo la entrada del tubo polínico en el óvulo. Por este poro es por donde se iniciará la salida de la raíz primordial del embrión durante la germinación.

El lugar donde el óvulo estuvo unido al funículo generalmente permanece en la semilla como una pequeña cicatriz llamada hilo. En semillas muy duras, el hilo actúa como válvula higroscópica, permitiendo la entrada de aire pero no de humedad.

Dentro de la semilla se encuentra el embrión que dará lugar a la nueva planta. El embrión está formado por:

-          Radícula: es la parte del embrión que emerge primero. Una vez fuera se transformará en una auténtica raíz, dando lugar a raíces secundarias y pelos absorbentes.

-          Plúmula: es una yema y se encuentra en el lado opuesto a la radícula.

-          Hipocotilo: es el espacio entre la radícula y la plúmula. Se divide a su vez en el eje hipocotíleo, situado a continuación de la radícula, y el eje epicotíleo, situado por encima de los cotiledones. Se transformará en el tallo de la nueva planta.

-          Cotiledones: adquieren la función de las primeras hojas y son también las estructuras que contienen la reserva alimenticia. Las plantas se dividen en mono y dicotiledóneas en función de que presenten uno o dos cotiledones. Entre las primeras se encuentran los cereales, las palmeras, los lirios o las orquídeas. Las dicotiledóneas son un grupo más numeroso y comprenden a la mayoría de las angiospermas.

La reserva alimentaria contenida en la semilla es lo que se conoce como endospermo o albumen. A veces esta reserva se encuentra incluida en los cotiledones, como ocurre en las plantas dicotiledóneas. En las monocotiledóneas, por el contrario, el endospermo está constituido por almidón, conformando casi la práctica totalidad de la semilla.

Las semillas pueden presentar en su exterior apéndices como alas, pelos o arilos que están relacionados con la dispersión. Los pelos son característicos de semillas de pequeño tamaño, contenidas frecuentemente en frutos de dehiscencia lenta. Algunas semillas presentan pelos realmente largos, como las semillas del algodón, que pueden medir de 10 a 65 mm y se utilizan en la industria textil (fibra de algodón).

La función principal de la semilla es la germinación, el proceso por el cual se reanuda el crecimiento embrionario después de la fase de descanso. La germinación no tiene lugar hasta que no se dan las condiciones favorables para ello: aporte suficiente de agua y oxígeno y temperatura apropiada. Cada especie tiene sus preferencias a la hora de germinar. Algunas semillas, incluso, necesitan pasar por un período de dormancia y, después de éste, también un tiempo determinado de exposición a la luz para iniciar la germinación.

Durante la germinación, el agua se difunde a través de las envolturas que protegen a la semilla, llegando hasta el embrión que, durante la fase de reposo, se ha secado casi por completo. Al absorber agua la semilla se hincha, pudiendo llegar a rasgarse la envoltura externa. Con el oxígeno absorbido la semilla tiene ya la energía necesaria para iniciar el crecimiento, y comienza a nutrirse del endospermo.

La radícula es el primer elemento que emerge de la envoltura protectora. La radícula da lugar a una raíz primaria que desarrolla pelos absorbentes que fijan el embrión al suelo al tiempo que absorben agua y nutrientes. Posteriormente emerge el joven tallo de la planta (vástago) de la punta del hipocótilo, que empuja la plúmula, y en muchos casos el cotiledón o los cotiledones, hacia la superficie del suelo.

Los cotiledones que salen a la luz forman clorofila y llevan a cabo la fotosíntesis hasta que se desarrollan las hojas verdaderas a partir de la plúmula. En algunas especies, sobre todo de gramíneas, los cotiledones no alcanzan nunca la superficie del suelo, y la fotosíntesis no comienza hasta que no se desarrollan las hojas verdaderas; mientras tanto, la planta subsiste a costa de las reservas nutritivas almacenadas en la semilla.

Desde que comienza la germinación hasta que la planta logra la completa independencia de los nutrientes almacenados en la semilla, la planta recibe el nombre de plántula.