サボテン
語源
日本には16世紀後半に南蛮人によって持ち込まれたのが初めとされている。彼らが「ウチワサボテン」の茎の切り口で畳や衣服の汚れをふき取り、樹液をシャボン（石鹸）としてつかっていたため「石鹸のようなもの」という意味で「石鹸体（さぼんてい）」と呼ばれるようになったとする説が有力 であり、1960年代までは「シャボテン」と表記する例もあった（伊豆シャボテン公園は1959年に開園）。
中国では1591年の『遵生八牋』に覇王樹の名前が見える。1688年には『秘伝花鏡』に仙人掌。日本での文献初出は1688年で、覇王樹とトウナツ（Opuntia tunaのことか）とある。
英語でサボテンを表すCactus（キャクタス）は、古代ギリシア語でとげだらけの植物を指すのに使われたκάκτος（カクトス） という単語がラテン語のCactus（カクトゥス）を経てとりいれられたものである。ラテン語では複数形が「Cacti」（カクティー）・属格も「Cacti」（カクティー；おおむね「サボテンの」という意）と屈折し、これらも英語に取り入れられている。
分布
サボテン類の原産地はアフリカ大陸からインド洋にも分布を広げている Rhipsalis 属の数種をのぞき、南北アメリカ大陸および周辺の島（ガラパゴス諸島など）に限られる。乾燥地でみられる種が多いが、中南米熱帯の森林地帯で樹木や岩石上に着生して育つ種や高山に生える種、北米の湿潤な温帯や冷帯に育つ種もある。しばしばサボテンは暑い気候を好むものばかりであると誤解されることがあるが、その分布域の気候は様々であり、低温に弱いものもあれば、氷点下になっても生存できるものもある。
Rhipsalis を除くサボテンがアフロ・ユーラシア大陸にもたらされたのは新大陸発見以後である（したがってそれ以前の旧世界を舞台にした映画にサボテンが出てくると時代考証的に誤りとなる）。一部のサボテンは乾燥耐性、再生力の強さから、侵略的外来種として猛威をふるうものがある。アフリカやオーストラリアには、Opuntia stricta（仙人サボテン）、Harrisia martinii（新橋）、Pereskia aculeata（杢麒麟）が侵入しており、特に O. stricta は世界の侵略的外来種ワースト100に選定されている。
形態
サボテンの形態は様々であるが、一般的に茎は筒または球型、葉は針状もしくは退化している。全ての種が一種の短枝である刺座（しざ）またはアレオーレ（areole）と呼ばれる器官を持つ。基本的に腋芽には刺座が形成され、多くの場合そこにスポット状に葉の変化したとげが密生する。またしばしば刺座は綿毛で覆われる。棘は大小長短、密度、硬さ、まっすぐであったり曲がっていたり形態は様々である。刺の他に長い毛を生やすものもある。これらは動物による食害から身を守ったり、あるいは脱落した植物体の一部が動物の体にくっついて運ばれた先で根付く栄養繁殖の手段であったり、表面積を増やし空気中の水分を露として凝結させたり、植物体全体を覆うほど発達したものは、吹きつける砂嵐や、強すぎる陽光、冷気を防ぐなど、さまざまな役割を果たしている。根は主根が深く伸びる主根系のものが多く、中には主根が芋の様に肥大するものもあるが、主根が発達しないひげ根系のものもある。貯水組織が発達し、耐乾性に優れているものが多い。
サボテンの最も原始的な形のグループはコノハサボテン亜科のコノハサボテン属 (Pereskia) で、長枝につく葉はとげ状にならず、木の葉らしい形を維持している。一見サボテンに見えない形をしているが、刺座が存在するのでサボテンの仲間と分かる。
こうした形の祖先からより多肉植物として特殊化し、長枝の葉が鱗状に退化したウチワサボテン（オプンティア属など）や、針状に変化していない葉を全くつけない柱サボテンが出現したと考えられる。球形のサボテンは柱サボテンの太くて短いものであると見なせる。
トウダイグサ科（Euphorbia属）やガガイモ科（Hoodia属など）の植物には、退化した葉、放射相称形（上から見たウニのような形）の多肉質の茎、とげなど、一見球形サボテン・柱サボテンにそっくりなものがある。これらは乾燥した気候に適応する収斂進化（しゅうれんしんか）の結果生み出された相似(analogy)である。これらはサボテンに特有のアレオーレ（刺座）を欠くことでサボテンと区別できる。
花弁中に含有される色素は、通常はアントシアン系のアントシアニジンやペチュニジンなどであるのに対し、サボテン科はベタイン系色素を含有し、化学分類上マツバボタン（スベリヒユ科）などと類縁関係があるとされている。アントシアニン系の色素を持たないため、青色の花は咲かず、赤〜黄、紫色の花が咲くのが基本である。
サボテンは、CAM型光合成の機能を獲得し、砂漠といった水分が慢性的に不足し、かつ昼夜の温度差が大きい環境に適応したものだと考えられている。通常の植物は昼に気孔を開け、CO₂を取り込む。ただし、このような環境下の場合、同時に大量の水分を失ってしまう。しかし、CAM植物は涼しい夜に気孔を開け、CO₂の取り込みを行い、昼は気孔を閉じることで水分の損失を最小限に抑えることができるものである。
刺座
サボテンは刺座と呼ばれる特殊な短枝を持つ。短枝自体は極端に短縮し脇芽と殆ど同化した枝のことで、他の植物にもしばしばみられるが、サボテン科においては短枝が毛に覆われ、かつそこに付く葉が刺になって密生する点に特徴がある。ちなみに長枝の葉は刺にならない。葉が全くないように見える柱サボテン亜科ではあるが、実は顕微鏡サイズに縮小しているだけで、やはり普通の葉として発生している。
ある種の木の葉サボテンは、刺座に付く刺の一部を普通の葉として発生させる（オオバキリンやツキノサバク等）。乾季がある地域に分布する種にこの機能が備わっている例が多く、葉をつけるために枝を伸ばす必要が無いため雨期になると急速に葉を茂らすことができる。一方で、熱帯雨林や亜熱帯湿潤地域に分布する常緑性のLeuenbergeria bleoや杢キリンはこの機能を持たず、刺座に付く葉は全て刺として発生する。
栽培
森林性サボテン（コノハサボテンや着生サボテン）を除く多くのサボテンが乾燥地帯に自生しているが、サボテンの自生する地域は乾季と雨季がはっきりしているだけで、サボテンは水を好む植物である。極度に乾燥するアタカマ砂漠に分布する種でも、栽培下ではかなりの水を必要とする。ちなみに、サボテンでも水栽培は可能である。
種類によって成長する環境が異なったり、他の植物と比べ成長が遅いため、一般の植物と同様に潅水すると根腐れを起こして枯死することが多い。開花については、育成環境（温度、湿度、光量、潅水）が悪いと開花しないし、開花年齢に達していないために開花しないことから誤解されるが、適切な管理を行えば花を咲かせる。サボテンの代表品種「金鯱（きんしゃち）」 (Echinocactus grusonii) は開花するまで30年前後かかるため、市中の花卉店で購入した場合には花を見るまでに相当の時間を要する。Turbinicarpusの様に実生2年で咲くものもあれば、エキノプシス属やシャコバサボテンの様に花サボテンとして一つのジャンルを確立しているものもある。
サボテンは北米から中南米にかけての石灰岩質の砂漠などに生息しているイメージを持つ人が多い為、アルカリ性の土壌を好むと思われがちで、アルカリ性である焼灰や乾燥剤の生石灰を土に混ぜ入れる土壌改良が試みられる場合があるが、弱アルカリ性土壌に適するサボテンは一部の種だけである。日本の土壌は弱酸性から中性が主で、ほとんどのサボテン種に対応できると思われる。サボテンの土壌適応は様々であり注意が必要。
サボテンは熱狂的な愛好家が多い植物である。とげを楽しむ品種（エキノカクタス属など）、花を楽しむ品種（エキノプシス属やシャコバサボテン属など）や交配によって改良種を作出して楽しむ品種（有星類：兜、鸞（らんぽう）鳳玉他）など栽培は個々人の趣味・嗜好により更に細分化されるため、特定品種を栽培する「名人」が品種毎に存在する。全国各地にサボテンマニアの同好会が多数存在している。
種子繁殖
種子繁殖は一度に大量の苗が得られること、様々な個体変異が生じる可能性があることなどから試みられることが多い。
サボテンは自家不和合性（同一個体の花粉が柱頭に受粉しても結実しない）の種類が多く、結実させるためには同種の別個体の花粉を授粉する必要がある。一つの個体から挿し木など栄養繁殖で増やされた個体同士は親と遺伝的に同一なクローンであるため、有性生殖は不可能であり、結実しない。果実や種子の大きさや形は種類によってかなり異なる。果実は緑色から赤色に熟すものが多く、種子は通常黒色である。
採種するためには熟した果実をガーゼなどで包み、水中で押しつぶすようにして洗うとよい。ただし、ウチワサボテンのように果実にとげを有している場合には注意が必要である。ガーゼに残った種子は紙の上などで乾燥後播種するとよい。播種はポットに清潔な用土を満たし、充分潅水した後に行うとよい。微細な種子は播種後に覆土（土をかぶせること）する必要はないが、発芽するまでは絶対に乾燥させないよう腰水（底面吸水）潅水を行う。播種後に鉢の表面を紙で覆い、さらにガラス板などで覆うとよい。
発芽後は直ちに紙を取り除き、ガラス板の覆いを少しずつあけていくとよい。
食用
紐サボテン属の果実（ドラゴンフルーツ）やウチワサボテン属の果実（トゥナ：Tuna）は主に中南米、北アフリカ、アラブ諸国、スペイン、フランス、ギリシャ、イタリアなどのヨーロッパの国で一般的な果物である。ウチワサボテン属はメキシコ、イスラエル、タイなどで果樹として栽培もされている。ウチワサボテンの若い茎節（ノパル Nopal）はメキシコ料理では野菜として扱われる。豊富なミネラルと繊維質、ビタミンを含み、昔から貴重な食物として珍重された大切な栄養源である。さらに傷の手当、熱さましなどの治療、肥満、糖尿病、二日酔い、便秘、日焼けによるシミなどを予防する民間薬としても使われてきた。
アメリカの育種家ルーサー・バーバンクは、サボテンを改良して食用、飼料用のトゲナシサボテンを作り上げた。バーバンクはヒョウが口を血だらけにしてサボテンを食べている姿を見て、トゲナシサボテンへの改良の着想を得たという。日本ではサボテンの棘を抜いた上で焼いてサボテンステーキにする所もある。
その他の利用
ペヨーテ（peyote, Lophophora williamsii,和名はウバタマ「烏羽玉」）というサボテンにはメスカリンなどのアルカロイドが含まれ、これを乾燥したものをかんだり煎じて飲んだりすると幻覚や高揚感を得られる。ナヴァホ族などのアメリカ・インディアンの一部の部族はペヨーテを宗教儀式のときに使うことがある。
チリやペルーなどでは柱サボテンの芯でレインスティック(rainstick)という楽器が作られている。この柱サボテンはおもにNormataと呼ばれる種で、その木質の芯のまわりから中の空洞にサボテンのとげをたくさん突き刺し、空洞に多くの小石を入れてある。これを傾けると小石がとげにあたって雨のような音が出る。
ケレウス属の鬼面角（Cereus peruvianus）のモンストローサ（綴化、帯化奇形、生長点が線になった異常形）が電磁波サボテンなど称して、電磁波を吸収するサボテンとして販売されることがあるが、科学的根拠はもとより、その根拠となっている論文も存在しない。
岐阜県のサボテン生産業者が販売促進目的で広めたという説が有力である。また、その他の植物でも同じコピーで売られることがあるがやはり根拠が存在していない。
アルゼンチン・ウマウアカではサボテンの芯を建築材やランプシェードとして加工している。メキシコ・オアハカ州などでは成長した 柱サボテンをフェンスとして活用 している。
柱サボテンのとげは蓄音器の針として利用されており、ソーン針(thorn needle)と呼ばれる。鉄の針ほどレコードをいためず、竹の針よりすり減りにくいので、一部の蓄音器愛好家に人気があるが、他の針に比べると高価である。
テキーラ（メスカル）の材料として誤解されることがあるが、テキーラの素になるものはリュウゼツランである。
保護
サボテン科全種はワシントン条約の附属書II類に指定されている（ただし、一部の交配種や木の葉サボテンなどは除く。また、AriocarpusやDiscocactus等は附属書I類に指定されている）。