Les feuilles sont les principaux organes de la photosynthèse. Elles captent la lumière du Soleil et fabriquent la matière organique dont la plante a besoin pour grandir, fleurir et produire des fruits et des graines.

Une feuille est généralement constituée d'un limbe, la partie plate et verte, et d'un pétiole, qui relie la feuille à la tige. À l'intérieur du limbe se trouvent des nervures, qui transportent la sève et soutiennent la feuille.

Les cellules des feuilles contiennent de nombreux chloroplastes, de petits organites renfermant la chlorophylle. Ce pigment vert absorbe l'énergie lumineuse nécessaire à la photosynthèse.

Grâce à la lumière, les feuilles utilisent l'eau apportée par les racines et le dioxyde de carbone présent dans l'air pour fabriquer des sucres. Cette réaction libère également du dioxygène, rejeté dans l'atmosphère. Les sucres produits sont ensuite distribués dans toute la plante sous forme de sève élaborée.

Les feuilles échangent les gaz avec l'air grâce à de minuscules ouvertures appelées stomates, principalement situées sur leur face inférieure. Les stomates laissent entrer le dioxyde de carbone et permettent également l'évaporation d'une partie de l'eau : c'est la transpiration des végétaux.

Les feuilles présentent des formes, des tailles et des couleurs très variées selon les espèces. Certaines sont larges pour capter un maximum de lumière, tandis que d'autres sont fines ou transformées en aiguilles afin de limiter les pertes d'eau, comme chez de nombreux conifères.

À l'automne, chez les arbres à feuilles caduques, la chlorophylle disparaît progressivement. Les feuilles prennent alors des couleurs jaunes, orangées ou rouges avant de tomber. Cette chute permet à l'arbre d'économiser de l'eau pendant l'hiver.