为了适应不同的功能，有些植物的茎在形态结构上发生有一些可以遗传下去的变化，这就是茎的变态。一些植物的茎生长在地下，形成地下茎。

1.根茎 又称根状茎由多年生植物的茎变态成的横卧于地下、形状似根的地下茎。根状茎上具有明显的节和节间，具有顶芽和腋芽，节上往往还有退化的鳞片状叶，呈膜状，同时节上还有不定根，营养繁殖能力很强。如竹类、鸢尾、白茅和蓟等。

2.块茎 由茎的侧枝变态成的短粗的肉质地下茎，有顶芽和缩短的节间。呈球形、椭圆形或不规则的块状，贮藏组织特别发达，内贮丰富的营养物质。从发生上看，块茎是植物茎基部的腋芽伸入地下，先形成细长的侧枝，到一定长度后，其顶端逐渐膨大，贮积大量的营养物质而成。如马铃薯块茎，顶端有一个顶芽，节间短缩，叶退化为鳞片状，幼时存在，以后脱落，留有条形或月牙形的叶痕。在叶痕的内侧为凹陷的芽眼，其中有腋芽1至多个，叶痕和芽眼在块茎表面相当于茎上节的位置上呈规律地排列，两相邻芽眼之间，即节间。除马铃薯外，菊芋（洋姜）、甘露子（草石蚕）等也有块茎。

3.球茎 由植物主茎基部膨大形成的球状、扁球形或长圆形的变态茎。观赏植物唐菖蒲和药用植物番红花具比较典型的球茎。节与节间明显，节上生有退化的鳞片状叶和腋芽，顶端有较大的顶芽。球茎内都贮有大量的营养物质，供营养繁殖之用。从发生上看，有些球茎，如荸荠、慈菇等是由地下匍匐枝（侧枝）末端膨大形成的。也有由主茎基部膨大而成者，如唐菖蒲。苤蓝的球茎则是地上茎，节上着生发育正常的叶。

4.鳞茎 扁平或圆盘状的地下变态茎。其枝（包括茎和叶）变态为肉质的地下枝，茎的节间极度缩短为鳞茎盘，顶端有一个顶芽。鳞茎盘上着生多层肉质鳞片叶，鳞片叶的叶腋内可生腋芽，形成侧枝，如水仙、百合和洋葱等。营养物质主要贮存在肥厚的变态叶中。大蒜的营养物质主要贮存在肥大的肉质腋芽（即蒜瓣）中，包被于其外围的鳞片叶，主要起保护作用。

1、叶状茎（叶状枝）（phylloclade)

茎扁化变态成的绿色叶状体。叶完全退化或不发达，而由叶状枝进行光合作用。如昙花、令箭、文竹、天门冬、假叶树和竹节蓼等的茎，外形很像叶，但其上具节，节上能生叶和开花。

2、枝刺(棘刺）（shoot thorn)

由茎变态为具有保护功能的刺。如山楂和皂荚茎上的刺，都着生于叶腋，相当于侧枝发生的部位。

3、钩状茎(hook-like stem)

由茎的侧轴变态而来，通常弯曲呈钩状，粗短坚硬无分枝，位于叶腋，如钩藤。

4、茎卷须(stem tendril)

由茎变态成的具有攀援功能的卷须。如黄瓜和南瓜的茎卷须发生于叶腋，相当于腋芽的位置，而葡萄的茎卷须是由顶芽转变来的，在生长后期常发生位置的扭转，其腋芽代替顶芽继续发育，向上生长，而使茎卷须长在叶和腋芽位置的对面，使整个茎成为合轴式分枝。

5、肉质茎

由茎变态成的肥厚多汁的绿色肉质茎。可行光合作用，发达的薄壁组织已特化为贮水组织，叶常退化，适于干旱地区的生活。如仙人掌类的肉质植物，变态茎可呈球状、柱状、或扁圆柱形等多种形态。

6、小块茎(tubercle)和小鳞茎(bulblet)

有些植物的腋芽常形成小块茎，如山药的零余子（珠芽),半夏叶柄上的不定芽也可形成小块茎。有些植物在叶腋或花序处由腋芽或花芽形成小鳞茎，如大蒜、洋葱等。小块茎和小鳞茎均有繁殖作用。