植物的根向下生长，茎向上生长是地球引力的作用。植物受到单方向的外界刺激之后，会发生单方向的反应，植物学中称为“向性”。叶子受到阳光的照射，就会朝着阳光的方向生长，叫做“向光性”。根和茎对于地心引力的单向作用，发生向地或背地的生长，叫做“向地性”。

地球引力为什么会使根和茎发生反向的弯曲生长呢？一种被广泛认可的解释是：根和茎的向地性弯曲是一侧生长较快，另一侧生长较慢的结果；两侧生长快慢不同与植物分泌的生长素浓度有很密切的关系；而生长素浓度的不同又同地心引力单向作用关系密切。

生长素是一种植物激素，浓度低时促进生长，浓度高时抑制生长。根和茎的生长对生长素浓度的反应不同：生长素浓度低时促进根生长，浓度高时抑制根生长，但却促进茎生长，浓度更高时则抑制茎生长。