Chez les angiospermes, les organes reproducteurs sont réunis dans une fleur, tandis que les graines sont contenues dans un fruit. Chez de nombreuses espèces, les fleurs sont hermaphrodites : elles renferment à la fois les organes mâles (les étamines, qui produisent le pollen) et femelle (le pistil). Les angiospermes forment un immense groupe : il renferme probablement entre 250 000 à 300 000 espèces. Il est réuni aux gymnospermes dans celui des plantes à graines (spermaphytes).

Au cours de la pollinisation, le pollen, qui contient les gamètes mâles, se dépose sur le pistil d'autres fleurs. Il est le plus souvent transporté par le vent (pollinisation anémophile) ou par les insectes (pollinisation entomophile). Ce dernier mode de pollinisation est facilité par les couleurs et les odeurs des fleurs qui attirent les insectes. Les fleurs pollinisées par le vent sont souvent de taille réduite et peu visible, comme chez la plupart des arbres. Chaque grain de pollen contient deux spermatozoïdes. Lors de la fécondation, ils sont apportés jusqu'aux noyaux de l'ovule par l'intermédiaire d'un tube (le tube pollinique), élaboré par le grain de pollen. L'un des spermatozoïdes est à l'origine d'un embryon, l'autre produit un tissu nourricier appelé albumen. On dit qu'il y a double fécondation. L'albumen assure le transit des aliments de la plante mère jusqu'à l'embryon, qui se développe dans une graine, à l'abri dans un fruit.

Lorsque la graine germe (germination), elle produit une petite plante, la plantule, dont les premières feuilles sont appelées cotylédons. Elles contiennent des réserves pour la petite plante, tant qu'elle ne peut pas réaliser la photosynthèse. Selon les espèces, il y a un seul cotylédon (plantes monocotylédones) ou deux (dicotylédones). Les monocotylédones, qui comprennent les graminées et les liliacées, se caractérisent par des feuilles à nervures parallèles et l'absence de bois.

Les dicotylédones forment un groupe hétérogène rassemblant des familles primitives et des familles évoluées.