從一塊外植體形成典型的愈傷組織，大致要經歷三個時期：起動期、分裂期和形成期。
起動期是指細胞準備進行分裂的時期。用于接種的外植體的細胞，通常都是成熟細胞，處在靜止狀態。起動期是通過一些刺激因素（如機械損傷、改變光照強度、增加氧等）和激素的誘導作用，使外植體細胞的合成代謝活動加強，迅速進行蛋白質和核酸的合成。機械損傷能誘導植物體細胞開始分裂，如傷口上會出現愈傷組織。在植物組織培養中沿用了愈傷組織這一名詞，但是植物組織培養中誘導外植體細胞分裂形成的愈傷組織，大都不是損傷的結果。外源的生長素類物質對誘導細胞開始分裂效果很好，因此生長素類物質在植物組織培養中得到了廣泛應用，常用的有2，4—二氯苯氧乙酸、萘乙酸、吲哚乙酸和細胞分裂素等。
分裂期是指外植體細胞經過誘導以后脫分化，不斷分裂、增生子細胞的過程。處于分裂期的愈傷組織的特點是：細胞分裂快，結構疏松，顏色淺而透明。
外植體的脫分化因植物種類、器官來源及其生理狀況的不同而有很大差別。例如，煙草、胡蘿卜等植物的脫分化比較容易，禾本科植物的脫分化比較難；花的脫分化比較容易，莖、葉的脫分化比較難；幼嫩組織的脫分化比較容易，成熟的老組織脫分化比較難。
分化期是指在分裂期的末期，細胞內開始出現一系列形態和生理上的變化，從而使愈傷組織內產生不同形態和功能的細胞。這些細胞類型有薄壁細胞、分生細胞、色素細胞、纖維細胞，等等。
外植體的細胞經過起動、分裂和分化等一系列變化，形成了無序結構的愈傷組織。如果在原來的培養基上繼續培養愈傷組織，會由于培養基中營養不足或有毒代謝物的積累，導致愈傷組織停止生長，甚至老化變黑、死亡。如果要讓愈傷組織繼續生長增殖，必須定期地（如2~4周）將它們分成小塊，接種到新鮮的培養基上，這樣愈傷組織就可以長期保持旺盛的生長。
愈傷組織的形態發生方式 經過起動、分裂和分化期產生的愈傷組織，其中雖然發生了細胞分化，但是并沒有器官發生。只有滿足某些條件，愈傷組織的細胞才會發生再分化，產生芽和根，進而發育成完整植株。愈傷組織的形態發生方式主要有不定芽方式和胚狀體方式兩種。不定芽方式是在某些條件下，愈傷組織中的分生細胞發生分化，形成不同的器官原基，再逐漸形成芽和根。胚狀體方式是由愈傷組織細胞誘導分化出具有胚芽、胚根、胚軸的胚狀結構，進而長成完整植株。這種由愈傷組織中的薄壁細胞不經過有性生殖過程，直接產生類似于胚的結構，叫做胚狀體。
不定芽方式和胚狀體方式是植物組織培養中最常見和最重要的兩種方式。胚狀體方式比不定芽方式有更多的優點，如胚狀體產生的數量比不定芽多，胚狀體可以制成人工種子，等等。