Forholdet mellem auxin og cytokinin spiller en vigtig rolle for cytokininets virkning på plantevæksten. Cytokinin alene har ingen virkning på parenkymcellerne. Når de dyrkes med auxin, men uden cytokinin, bliver de store, men deler sig ikke. Når der tilsættes cytokinin, udvider cellerne sig og differentierer sig. Når cytokinin og auxin er til stede i lige store mængder, danner parenkymcellerne en udifferentieret callus. Mere cytokinin fremkalder vækst af skudknopper, mens mere auxin fremkalder roddannelse.
Cytokininer er involveret i mange planteprocesser, herunder celledeling og morfogenese af skud og rødder. De er kendt for at regulere vækst af aksillære knopper og apikal dominans. “Hypotesen om direkte hæmning” går ud fra, at disse virkninger skyldes forholdet mellem cytokinin og auxin. Ifølge denne teori bevæger auxin fra apikale knopper sig ned gennem skuddene for at hæmme væksten af axillærknopper. Dette fremmer skudvækst og begrænser lateral forgrening. Cytokinin bevæger sig fra rødderne ind i skuddene og signalerer i sidste ende vækst af laterale knopper. Enkle eksperimenter støtter denne teori. Når den apikale knop fjernes, hæmmes de aksillære knopper ikke, sidegrenene vokser mere, og planterne bliver mere buskede. Anvendelse af auxin på den afskårne stamme hæmmer igen lateral dominans.
Mens cytokininin virkningen i karplanter beskrives som plejotropisk, inducerer denne klasse af plantehormoner specifikt overgangen fra apikal vækst til vækst via en trefacetteret apikal celle i mosprotonema. Denne knopinduktion kan lokaliseres til differentiering af en specifik enkelt celle og er således en meget specifik virkning af cytokinin.
Cytokininer har vist sig at kunne bremse aldring af planteorganer ved at forhindre proteinnedbrydning, aktivere proteinsyntese og samle næringsstoffer fra nærliggende væv. En undersøgelse, der regulerede bladsenescens i tobaksblade, viste, at blade af vild type blev gule, mens transgene blade forblev overvejende grønne. Der blev stillet den hypotese, at cytokinin kan påvirke enzymer, der regulerer proteinsyntese og nedbrydning.
Cytokininin-signalering i planter formidles af et to-komponent fosforelay. Denne vej initieres ved, at cytokinin binder sig til en histidinkinase-receptor i membranen i det endoplasmatiske retikulum. Dette resulterer i autofosforylering af receptoren, hvorefter fosfatet overføres til et phosphotransferprotein. Phosphotransferproteinerne kan derefter fosforylerer type-B-responsregulatorer (RR), som er en familie af transkriptionsfaktorer. De fosforylerede og dermed aktiverede type-B RR’er regulerer transkriptionen af mange gener, herunder type-A RR’erne. RR’erne af type A regulerer vejen negativt.