对于孢粉（孢子和花粉）表面特征与内部构造的研究在20世纪80年代曾十分活跃，称为孢粉学。由于孢粉的形态学性状（形状、大小、壁的结构与外壁雕纹、萌发器官的位置等）具有保守性，在近几十年中，已普遍应用于植物分类学研究中，其中花粉粒壁的特征一直是相对受重视的研究对象。研究结果表明：在目以上的分类单位中，孢粉形态特点与植物分类系统相一致。如蕨类植物孢子形态基本仅具有单射线和三射线这两个类型，而萌发器官均位于近极；裸子植物花粉粒形态由射线裂缝状演变为单沟型，萌发器官多位于远极；而被子植物花粉粒则由单沟演变为三孔、三沟、三孔沟等，且萌发器官多位于赤道。在科、属等分类等级的分类学研究中，孢粉形态研究也能够提供一些有意义的资料，特别是对于一些具有单型孢粉类群（具有单一形态学花粉类型的类群，相对于称为多型孢粉的类群具有不同类型的花粉粒）的研究在系统植物学研究中具有重要意义。如金缕梅科中绝大多数为赤道三沟类型的花粉，仅枫香属Liquidambar与阿丁枫属Altingia为散孔类型，结合其他形态学性状，分类学家把这两属从金缕梅科中分出另立为阿丁枫科Altingiaceae。又如莲属Nelumbo从睡莲科Nymphaeaceae划分出来成为独立的莲科Nelumbonaceae，主要的支持理由之一是莲属植物具有三孔沟花粉，而非睡莲科的单槽型花粉。