植物组织和细胞培养的理论基础为“细胞全能性”（cell totipotency），即如果提供适当的外部条件，一个多细胞有机生物体的每一个活细胞将能够独立生长，并有能力发育并繁殖成为一个完整的生物体。这种繁殖方式采用的是动、植物的体细胞（somatic cell），而非一般正常生殖所依赖的性细胞（sex cell）。1958年Steward首次使用胡萝卜韧皮部细胞获得了高等植物的体细胞无性系植株，证实了植物细胞的全能性；1997年“多莉羊”的诞生实现了高等哺乳动物体细胞无性系繁殖的梦想。在药用植物的研究中，由于离体培养的培养系同样具有产生重要药用价值的次生代谢产物的能力，因此具有广泛的发展前景。