サイトカイニンの植物成長に対する効果には、オーキシンとサイトカイニンの比率が重要な役割を果たす。 サイトカイニンだけでは柔細胞には効果がない。 オーキシンを添加してサイトカイニンを添加せずに培養すると、大きく育つが分裂しない。 サイトカイニンを加えると、細胞は膨張し、分化する。 サイトカイニンとオーキシンが同程度に存在すると、柔細胞は未分化のカルスを形成する。
サイトカイニンは、細胞分裂やシュート・根の形態形成など、多くの植物プロセスに関与している。 腋芽の成長や頂端優位を制御することが知られている。 これらの作用は、サイトカイニンとオーキシンの比率に起因するとする「直接阻害仮説」がある。 この説では、頂芽から出たオーキシンがシュートを伝わって腋芽の成長を抑制するとされている。 その結果、シュートの成長が促進され、側枝の分岐が抑制される。 サイトカイニンは根からシュートに移動し、最終的に側方芽の成長を促す。 簡単な実験がこの説を裏付けている。 頂芽を取り除くと、腋芽が抑制されなくなり、側方成長が促進され、植物がより茂るようになる。
維管束植物におけるサイトカイニンの作用は多面的であるとされているが、この種の植物ホルモンは、コケのプロトネマにおいて、頂端の成長から三面頂端細胞を介した成長への移行を特異的に誘導している。 5192>
サイトカイニンは、タンパク質の分解を防ぎ、タンパク質合成を活性化し、近くの組織から栄養分を集めることで、植物器官の老化を遅らせることが示されている。 タバコの葉の老化を制御した研究では、野生型の葉が黄化するのに対し、遺伝子組み換えの葉はほとんど緑色のままであることがわかりました。
植物におけるサイトカイニンのシグナル伝達は、2成分のリン酸化反応によって媒介されている。 この経路は、サイトカイニンが小胞体膜にあるヒスチジンキナーゼ受容体に結合することで開始される。 その結果、受容体は自己リン酸化され、リン酸はリン酸基転移タンパク質に転移される。 リン酸基転移タンパク質は、転写因子群であるB型反応制御因子（RR）をリン酸化することができる。 リン酸化され、活性化されたB型RRは、A型RRを含む多くの遺伝子の転写を制御する。 A型RRは、この経路を負に制御している。