פרח הוא איבר הרבייה של צמחים רבים. רוב הפרחים זכריים ונקביים כאחד, ומכילים את איבר הרבייה הנקבי (השחלה) ואת האיברים הזכריים (אבקנים) זה לצד זה. עצים מסוימים מצמיחים פרחים זכריים או נקביים בלבד, כך שניתן להגדיר כל פרט כ"עץ זכרי" או "עץ נקבי". היות שרק הפרחים הנקביים המופרים הופכים לפירות, הרי שרק העצים הנקביים או העצים המעורבים נושאים פרי. רוב פירות העצים הם סוגים שונים של אגוזים שאינם ניתנים למאכל האדם. אגוז מוגדר כפרי יבש שבו קיים זרע אחד (ולעיתים נדירות שניים) ושבו דופן השחלה של הפרח התקשתה עד מאוד והפכה דמוית עץ. רק מיעוט של העצים נותן פירות מאכל עסיסיים.
טבעות העץ.
מאפיין ידוע של העצים הוא הטבעות השנתיות שלהם, שבהן ניתן להבחין בחתך רוחבי של הגזע וכן ברהיטים ובמבנים אחרים העשויים עץ, המשמרים בדרך כלל את הטבעות (הפסים המופיעים ברהיטי עץ רבים הם למעשה טבעות, אלא שבמקרה זה נוסר העץ לאורך במקום לרוחב). גזע העץ מתעבה בהתמדה הודות לקמביום הווסקולרי (Vascular cambium). זוהי רקמה המצויה בין קליפת העץ ובין הליבה, ואשר מורכבת מתאי נבט (תאים בעלי יכולת התמיינות בלתי-מוגבלת; בעולם הצומח קרויים אלו תאי מריסטם) המתרבים ומתמיינים ללא הרף. תאים המתפתחים מהקמביום פנימה, לכיוון מרכז הגזע, הופכים לעצה שניונית, כלומר לעץ; תאים המתפתחים מהקמביום החוצה הופכים לשיפה שניונית - זוהי קליפת העץ.
אופייה של העצה השניונית המתפתחת מהקמביום משתנה בהתאם לתנאי האקלים: עונה שחונה גורמת להתפתחות של עץ דליל יחסית, ואילו עונה גשומה גורמת להתפתחות עץ דחוס. בהיעדר משקעים מסתגל העץ למצב באמצעות יצירת עצה דלילה, רכה ובהירה, אשר דרכה מסוגלים המים לזרום ביתר קלות לכל חלקי העץ; תאי העצה הבהירה מכילים נוזלים רבים ודופן התא שלהם דקה. עם תחילת הגשמים מתגברת צפיפותה של העצה וצבעה מתכהה. חומרי מזון רבים נאגרים בתאי העצה, דבר הגורם לשינוי הצבע. היות שבשנה קיימת בדרך כלל עונה גשומה אחת ועונה שחונה אחת, הרי שטבעת כהה אחת וטבעת בהירה אחת מייצגות יחדיו שנה אחת בחייו של העץ, אם כי באזורים בהם קיימות שתי עונות גשומות וביניהן שתי עונות שחונות בשנה נוצרות טבעות חצי-שנתיות. באזורים על פני כדור הארץ אשר בהם אין עונות גשומות ושחונות (במדבר ובאזור קו המשווה, למשל) כמעט ולא מפתחים העצים טבעות שנתיות. בצמחים דמויי-עץ, כגון הדקלים, העצה, השיפה והקמביום מעורבים זה בזה ואינם מסודרים כמו בעצים אמיתיים; לפיכך לא מתרחשת התעבות מתמידה של הגזע ולא נוצרות טבעות.
ייתכנו הבדלים גדולים ברוחב הטבעות של עצים ממינים שונים. טבעותיהם של עצי אלון, ערבה, צפצפה ודולב עשויות לעלות על רוחב של סנטימטר אחד, זאת לעומת עצי הטקסוס (סוג של מחטניים) ועצים גמדיים, אשר רוחב טבעותיהם קטן מ־3 מילימטרים. בעצים מחטניים רוחבן של הטבעות הכהות בלבד אינו מושפע מגורמים חיצוניים; שיעור הטבעות הבהירות (מבחינת הכמות הכללית של העץ הבהיר בגזע) לעומת הטבעות הכהות גדל בשנים גשומות וקטן בשנים שחונות; לפיכך עץ מחטני הגדל במהירות רך יותר מעץ הגדל באיטיות, שכן גדילה מהירה נעשית הודות לטבעות הבהירות בלבד, אשר רכות יותר מהכהות. בעצים רחבי עלים המצב הפוך, ורוחב הטבעות הבהירות בלבד אינו מושפע מגורמים חיצוניים.
דנדרוכרונולוגיה היא טכניקה בה נעשה תיארוך מדעי על פי טבעות העצים. באמצעות שיטה זו ניתן לדלות פרטים היסטוריים רבים. כפי שהוסבר לעיל, רוחבן של טבעות העץ משתנה בהתאם לתנאי האקלים בזמן בו התפתחו; תת-הענף הקרוי דנדרוקלימטולוגיה עוסק בדליית פרטים על האקלים באזור מסוים לפני שנים רבות בהתאם לרוחבן של טבעות העצים. בדנדרוארכאולוגיה, לעומת זאת, נאספות קורות עץ ממבנים עתיקים וגילן (ומכאן - גיל המבנה) מוערך באמצעות ניתוח הטבעות. גורמים מסוימים - נמלים, למשל - מסוגלים להרוס את טבעות העץ, דבר המהווה מכשול לדנדרוכרונולוגיה. מכשול נוסף הוא הריקבון המתרחש לעיתים בליבת הגזע של עצים עתיקים. ניתן עדיין לשער את גיל העץ לפי הטבעות החיצוניות, אך שיעור זה רחוק מלהיות מדויק.
אקולוגיה.
אזורים ומערכות אקולוגיות רבות על פני כדור הארץ מוגדרים על פי סוג וצפיפות העצים הצומחים בהם. שטח שבו גדלים עצים בצפיפות בינונית, המאפשרת מעבר של קרני השמש ביניהם, נקרא חורש. עצים הגדלים בצפיפות גבוהה יותר, כך שהאדמה שביניהם נשארת מוצלת, מהווים יער, ואילו שטח שבו גדל בעיקר עשב עם עצים בצפיפות נמוכה נקרא סוואנה. אזורי יער מוגדרים לפי סוג העצים הצומחים בהם: אזור המיוער בעצי מחט נקרא טייגה, ואילו אזור של עצים רחבי-עלים וירוקי עד מכונה יער גשם טרופי או יער גשם ממוזג.
התפתחותם של המחטניים במרוצת הדורות מהווה הסתגלות אבולוציונית לתנאי הסביבה. שטח הפנים המזערי של עלי המחט מצמצם את איבוד המים ואת סכנת הקפיאה בטמפרטורות נמוכות. דבר זה מאפשר לעצי המחט להישאר ירוקי עד גם בחורפים קשים. צפיפות העצים קטנה ככל שמתקרבים לקטבים של כדור הארץ; בקווי רוחב בני מעל ל-70 מעלות כמעט ולא צומחים עצים.
גובהו של אזור מסוים מעל לפני הים משפיע גם הוא על גדילת העצים בו. הטמפרטורות הנמוכות והרוחות החזקות מקטינות את הסיכוי לצמיחת עצים באזורים גבוהים; צמיחתם של העצים שכן צומחים בגבהים איטית והם לעיתים קרובות אינם מגיעים לממדים של עצים זהים הצומחים באזורים נמוכים. הסיכוי לצמיחת עץ בגובה רב תלוי גם בכמות השלג באזור: באזורים גבוהים הקרובים לקו המשווה (הרי האנדים בצ'ילה, למשל), צומחים עצים בגובה של 2,800 מטרים מעל לפני הים, ואילו בהרי האלפים שבמרכז אירופה מפסיקה צמיחת העצים כבר בגובה של 1,600 מטרים. בהרי ההימלאיה האזורים המושלגים גבוהים יחסית מסיבות אקלימיות שונות וכתוצאה מכך ניתן להבחין בעצים אף בגובה של 3,800 מטרים. הפרט שנצפה בגובה הרב ביותר בעולם הוא מין של אשוח ("Abies squamata") אשר גדל בגובה של 4,600 מעל לפני הים באזור של רכס ההימלאיה בסין. העצים העמידים ביותר לטמפרטורות נמוכות הם מינים מסוימים של לֶגֶש ("Larix gmelini") ואורן ננסי ("Pinus pumila"), אשר מסוגלים לשרוד קור של 70- מעלות צלזיוס. מין זה של לגש נצפה בקו רוחב של 72 מעלות צפון, העץ המרוחק ביותר מקו המשווה.
שורשי העצים מגינים על קרקע מפני סחף, בעיקר בזמן שיטפונות, ובכך מאפשרים צמיחה גם במורדות ההרים.
ממדים ושיאים.
עצים הם מהיצורים הגדולים, המורכבים והפעילים ביותר מבחינה מטבולית על פני כדור הארץ, ובהחלט בממלכת הצומח.
עץ בוקיצה בן 80 שנה, למשל, מגיע לגובה של 25 מטרים. עלוותו, בעלת קוטר של 15 מטרים, מטילה צל על שטח של 160 מ"ר והיא כוללת כ-800,000 עלים, אשר להם שטח פנים כולל של 1,600 מ"ר; השטח הכולל של דפנות תאי העלים מגיע ל-160,000 מ"ר. נפח העץ אותו ניתן להפיק כחומר גלם הוא 15 מטר מעוקב (מ"ק), והוא שוקל 12 טונות, כמחצית מתוכם פחמן. בכל שעה צורך העץ כ-2,300 גרם של פחמן דו-חמצני, 960 גרם מים ואנרגיה בסך 25,435 ג'אול. הוא מייצר בשעה 1,600 גרם גלוקוז ו-1,712 גרם חמצן – התצרוכת הממוצעת של עשרה בני אדם. במשך 80 שנותיו עיבד העץ 40 מיליון מ"ק של אוויר.
נכון ל-2011 העץ הגבוה בעולם הוא סקוויה נאה המכונה "היפריון". הוא גדל בפארק לאומי רדווד קליפורניה, ארצות הברית ומתנשא לגובה של מעל . ידועים 42 עצים הגבוהים מ-110 מטרים ו-220 הגבוהים מ-105 מטרים, ולפחות למעלה מ-600 הגבוהים ממאה מטרים, כולם עצי "סקוויה נאה". שיא הגובה האפשרי לעץ הוא 122–130 מטרים, כפוף לכוח הכבידה ולחיכוך בין המים לכלים שדרכם הם עוברים.
מדידת היקפו של עץ, אף על פי שמדובר במשימה קלה למדי, עשויה להניב תוצאות שונות מאוד בהתאם לאופן המדידה. נהוג למדוד את היקף העץ בגובה של 1.3 עד 1.5 מטרים מעל לפני הקרקע. אם הקרקע נטויה (במדרון הר, למשל) נהוג למדוד 1.5 מטרים מנקודת הקרקע הגבוהה ביותר שבה נוגע גזע העץ, אם כי יש המודדים מנקודת האמצע שבין הנקודה הגבוהה והנמוכה ביותר. יש המודדים את "ההיקף בקו אווירי" של העץ, כלומר כורכים את סרט המדידה בפשטות סביב העץ, ויש המודדים את ההיקף המלא, תוך התחשבות בתצורת פני הגזע, ומכניסים את סרט המדידה לכל "עמק" קטן שיוצרת קליפת העץ.
עצים מסוימים, כגון באובב, אוגרים כמויות עצומות של מים לאחר העונה הגשומה, דבר המרחיב את גזעם בצורה משמעותית. אף על פי שמדובר באחד העצים הרחבים ביותר (קוטר של עד 11 מטרים, היקף של עד כ-35 מטר), הרי שמכשול זה גרם לכך שלא קיימים נתונים רשמיים בנוגע לממדי עץ זה. עם זאת, עץ הבאובב הנחשב על ידי רבים לגדול בעולם נמצא בדרום אפריקה, לא רחוק מן העיר פארל, בחצר האחורית של בית פרטי. קוטר הגזע מעל 36 מטר, ובין קימוריו הותקן ספסל לישיבה. גזע העץ חלול לחלוטין, ובתוכו, בנוי פאב קטן.
בבוטניקה מודרנית נהוג יותר ויותר לציין את קוטר העץ במקום את היקפו. הקוטר מחושב באמצעות חילוק ההיקף בפאי, בהנחה שהגזע עגול. הנתון נכתב בספרות המדעית כ-DBH (קוטר בגובה חזה; Diameter at Breast Height). העץ הרחב ביותר מכונה "אל טולה" (El Tule) ונמצא בחצר הכניסה בעיירה סנטה מריה דל טולה, במדינת אואחאקה שבמקסיקו. זהו מין של טקסודיון אשר קוטר הגזע של עציו נע בדרך כלל בין 1 ל-3 מטרים; קוטרו של הפרט באואחאקה, לעומת זאת, הוא כ- ובהיקף של מעל .
מדידת הנפח הכולל של העץ היא משימה קשה יותר, ומדידות מועטות בלבד נעשו. יש הכוללים את העלווה ויש המחשיבים רק את הגזע; אף מדידת נפח אינה מחשיבה את השורש. העץ הגדול בעולם, ולמעשה האורגניזם הגדול ביותר בעולם, הוא סקוויה ענקית המכונה בשם גנרל שרמן.