Dojrzałe nasiona znajdują się w stanie spoczynku, przejawiającym się ich odwodnieniem oraz zahamowaniem wzrostu. Spoczynek nasion może być względny lub bezwzględny. Spoczynek względny uwarunkowany jest działaniem czynników zewnętrznych, takich jak: brak wody i tlenu lub nieodpowiednia temperatura. Spoczynek bezwzględny jest wynikiem działania inhibitorów kiełkowania (np. kwasu abscysynowego), budową anatomiczną nasienia (np. zbyt gruba łupina nasienia) lub niepełnym wykształceniem się zarodka.
Kiełkowanie nasion następuje, gdy warunki zewnętrzne stają się odpowiednie, a zmiany zachodzące w samym nasieniu czynią je gotowym do kiełkowania (np. inaktywacja inhibitorów przez niskie temperatury, rozkład łupiny przez mikroorganizmy). Podczas kiełkowania wnikająca do nasion woda powoduje ich pęcznienie i uwodnienie. Pod wpływem fitohormonów wytwarzane są lub aktywowane enzymy, m.in. hydrolazy, rozkładające materiały zapasowe zgromadzone w nasieniu. Dzięki dopływowi wody, tlenu oraz substancji pokarmowych następuje intensyfikacja procesów przemiany materii. Zarodek zaczyna rosnąć, a z zawiązków zarodkowych rozwijają się jego organy. W budowie zarodka wyróżnia się liścienie oraz część podliścieniową (hypokotyl)i część nadliścieniową (epikotyl). Poniżej hypokotylu znajduje się zawiązek korzenia (radicula), a powyżej epikotylu zawiązek pędu (plamula). Po pęknięciu łupiny nasiennej jako pierwszy pojawia się korzeń, potem łodyga.
U roślin kiełkujących w sposób nadziemny (epigeicznie) w wyniku wydłużenia się części podliścieniowej liścienie zostają wyniesione ponad powierzchnię gleby, stając się pierwszymi organami fotosyntetyzującymi (np. u dyni, cebuli, fasoli). U roślin kiełkujących w sposób podziemny (hipogeicznie) liścienie pozostają w glebie, gdyż wydłuża się część nadliścieniowa. Zostają na niej wytworzone pierwsze liście (np. u traw, grochu).