El xilema ayuda al movimiento del agua desde la raíz a las hojas. Dos tipos de células en el xilema, traqueidas y vasos, forman tubos que permiten que el agua ascienda por la planta. Las traqueidas se encuentran en todas las plantas vasculares, pero los vasos solo se encuentran en plantas con flores.
El agua se mueve del suelo a las raíces por ósmosis y causa una presión positiva. Esta presión empuja el agua hacia arriba hacia las hojas. La presión de la raíz es más alta en la mañana. La evaporación del agua de las hojas a la atmósfera provoca una presión negativa en el xilema, que extrae el agua de las raíces. Este mecanismo se llama tirón transpiracional. Los recipientes que transportan el agua tienen un diámetro pequeño para evitar que la columna de agua se rompa.
Las moléculas de agua tienden a formar enlaces de hidrógeno entre sí. Esta atracción intermolecular ayuda a que el agua fluya hacia arriba contra la fuerza gravitacional. Cuando el agua se evapora de la hoja, atrae otra molécula de agua hacia ella. El agua es necesaria para la fotosíntesis, el proceso mediante el cual las hojas producen su propio alimento. El sistema vascular formado por el xilema ayuda a llevar el agua y algunos nutrientes a las hojas, donde se utiliza para la fotosíntesis.