Sebagaimana dengan bentuk-bentuk hidup yang lain dalam bidang biologi, kehidupan tumbuh-tumbuhan dapat dikaji dari berbagai-bagai sudut pandangan, dari peringkat biologi molekul, genetik, dan biokimia sehingga organel, sel, tisu, organ, individu, populasi tumbuhan, dan kepelbagaian biologi tumbuhan. Pada setiap peringkat itu, seseorang ahli botani mungkin akan melibatkan diri dalam pengelasan (taksonomi), struktur (anatomi), atau fungsi (fisiologi) kehidupan tumbuhan.

Secara sejarah, botani merangkumi semua organisma yang tidak dianggap sebagai haiwan. Sebilangan daripada organisma yang "macam tumbuhan" termasuk:

• kulat (dikaji dalam bidang mikologi);
• bakteria dan virus (dikaji dalam bidang mikrobiologi); dan
• alga (dikaji dalam bidang fikologi).

Kebanyakan alga, kulat, dan mikrob tidak lagi dianggap sebagai sebahagian daripada alam tumbuhan. Bagaimanapun, perhatian masih diberikan kepada organisma-organisma itu oleh ahli-ahil botani, dan bakteria, kulat, dan alga biasanya dicakupi dalam kursus-kursus botani pengenalan.

Mengapakah kita harus belajar tentang tumbuh-tumbuhan? Tumbuh-tumbuhan ialah sebahagian daripada asas kehidupan dalam bumi ini. Tumbuh-tumbuhan menghasilkan oksigen, makanan, gentian, bahan api, dan ubat yang membenarkan bentuk-bentuk hidup yang lebih tinggi untuk wujud. Tumbuhan-tumbuhan juga menyerap karbon dioksida, sejenis gas rumah tanaman, melalui proses fotosintesis. Pemahaman yang baik terhadap tumbuh-tumbuhan adalah penting untuk masa hadapan manusia kerana tumbuh-tumbuhan membenarkan kita:

• memberi makan kepada dunia;
• memahami proses hidup asas;
• menggunakan tumbuhan untuk ubat dan bahan; dan
• memahami perubahan alam sekitar.

Memberi makan kepada dunia

Hampir kesemua makanan kita datang secara langsung daripada ruji-ruji serta buah-buahan dan sayur-sayuran yang lain, atau secara tidak langsung melalui ternakan yang bergantung kepada tumbuhan-tumbuhan untuk makanan. Dengan kata yang lain, tumbuh-tumbuhan terletak pada asas hampir semua rantai makanan yang digelarkan oleh ahli ekologi sebagai paras trofik pertama. Memahami bagaimana tumbuhan-tumbuhan menghasilkan makanan kita adalah amat penting untuk memberi makan kepada dunia serta untuk memberikan keselamatan makanan untuk generasi-generasi yang akan datang, umpamanya melalui pembiakbakaan tumbuhan.

Bukan semua tumbuhan adalah berfaedah kepada manusia. Sebilangan rumpai menimbulkan masalah yang besar dalam pertanian, dan botani membekalkan sebahagian pengetahuan sains asas untuk memahami bagaimana untuk mengurangkan kesannya. Bagaimanapun, rumpai yang lain merupakan tumbuhan perintis yang memulihkan alam sekitar yang disalahgunakan. Oleh itu, istilah "rumpai" merupakan suatu konsep yang relatif, dan takrif yang lebih umum untuk "rumpai" ialah sesuatu tumbuhan yang tidak begitu berjaya. Etnobotani ialah kajian tersebut serta hubungan-hubungan yang lain antara tumbuh-tumbuhan dengan manusia.

Memahami proses hidup asas

Tumbuh-tumbuhan merupakan organisma yang sesuai untuk mengkaji proses hidup yang asas, seperti pembahagian sel dan sintesis protein, tanpa menimbulkan dilema etika yang dihadapi dalam kajian haiwan atau manusia.

Hukum-hukum genetik pewarisan telah ditemui dengan cara ini oleh Gregor Mendel ketika beliau sedang mengkaji cara bagaimana bentuk kacang pea diwariskan. Apa yang Mendel belajar daripada kajian tumbuhannya telah memberikan manfaat yang besar kepada bidang-bidang di luar bidang botani. Selain itu, Barbara McClintock telah menemui 'gen melompat' melalui kajian jagung. Ini merupakan salah beberapa contoh untuk menunjukkan bagaimana penyelidikan botani mempunyai hubungan yang berterusan terhadap pemahaman proses-proses biologi asas.

Menggunakan tumbuhan untuk ubat dan bahan

Banyak daripada drug perubatan dan drug rekreasi, seperti kanabis, kafeina, dan nikotina datang secara langsung daripada alam tumbuhan. Aspirin yang asalnya datang daripada kulit pokok willow hanya merupakan salah satu daripada contoh-contohnya. Mungkin terdapat banyak lagi ubat baru yang boleh dibekalkan oleh tumbuhan yang masih belum ditemui. Peransang yang popular seperti kopi, coklat, tembakau, dan teh juga datang daripada tumbuh-tumbuhan. Kebanyakan minuman beralkohol datang daripada penapaian tumbuhan seperti malt barli dan anggur.

Tumbuh-tumbuhan juga membekalkan kita dengan banyak bahan-bahan semula jadi, seperti kapas, kayu, kertas, kain linen, minyak sayuran, getah, dan sebilangan jenis tali. Pengeluaran sutera tidak akan mungkin jika tiadanya pokok mulberi. Pokok tebu dan tumbuhan-tumbuhan yang lain baru-baru ini telah dipergunakan sebagai sumber biobahan api yang merupakan pilihan alternatif yang penting untuk bahan api fosil.

Memahami perubahan alam sekitar

Tumbuh-tumbuhan juga boleh membantu kita memahami pertukaran dalam alam sekitar dengan berbagai-bagai cara:

• Pemahaman pemusnahan habitat dan pemupusan spesies bergantung kepada katalog yang tepat dan lengkap untuk sistematik dan taksonomi tumbuhan.
• Respon tumbuhan terhadap sinaran ultraungu boleh membantu dalam pengawasan masalah seperti kesusutan ozon.
• Penganalisisan debunga yang dihasilkan oleh tumbuh-tumbuhan pada beribu-ribu atau berjuta-juta tahun dahulu juga boleh membantu ahli sains dalam pembinaan semula iklim-iklim dahulu dan peramalan iklim masa hadapan. Ini merupakan sebahagian yang penting dalam penyelidikan perubahan iklim.
• Pencatatan dan analisis pemasaan kitaran hidup tumbuhan merupakan sebahagian fenologi yang mustahak dalam penyelidikan perubahan iklim.
• Liken yang peka terhadap keadaan-keadaan atmosfera telah digunakan secara meluas sebagai penunjuk pencemaran.

Dalam banyak cara yang berlainan, tumbuhan-tumbuhan boleh bertindak dengan sedikit sama dengan burung kenari sebagai sistem amaran awal untuk menyedarkan kita terhadap perubahan yang penting dalam alam sekitar kita. Selain daripada alasan-alasan praktik dan saintifik itu, tumbuh-tumbuhan jugat amat bernilai sebagai rekreasi harian untuk berjuta-juta orang yang gemar akan berkebun, hortikultur dan masak-memasak.