A relação entre a auxina e a citocinina desempenha um papel importante no efeito da citocinina no crescimento das plantas. A citocinina por si só não tem efeito nas células parênquima. Quando cultivadas com auxina, mas sem citocinina, elas crescem muito, mas não se dividem. Quando a citocinina é adicionada, as células se expandem e se diferenciam. Quando a citocinina e a auxina estão presentes em níveis iguais, as células do parênquima formam um calo indiferenciado. Mais citocinina induz o crescimento de brotos, enquanto mais auxina induz a formação de raízes.
Citocininas estão envolvidas em muitos processos vegetais, incluindo divisão celular e morfogênese de broto e raiz. Elas são conhecidas por regular o crescimento dos botões axilares e a dominância apical. A “hipótese de inibição direta” postula que estes efeitos resultam da razão citoquinina/ auxina. Esta teoria afirma que a auxina dos botões apicais viaja para baixo dos rebentos para inibir o crescimento dos botões axilares. Isto promove o crescimento dos rebentos, e restringe a ramificação lateral. A citocinina move-se das raízes para os rebentos, eventualmente sinalizando o crescimento de rebentos laterais. Experiências simples apoiam esta teoria. Quando o botão apical é removido, os botões axilares são desinibidos, o crescimento lateral aumenta, e as plantas tornam-se mais arbustivas. A aplicação de auxina no caule cortado inibe novamente a dominância lateral.
Embora a ação da citocinina nas plantas vasculares seja descrita como pleiotrópica, esta classe de hormônios vegetais induz especificamente a transição do crescimento apical para o crescimento através de uma célula apical de três faces em protonema musgo. Esta indução pode ser identificada como diferenciação de uma única célula específica, e portanto é um efeito muito específico da citocinina.
Citocininas têm demonstrado retardar o envelhecimento dos órgãos das plantas, prevenindo a quebra de proteínas, ativando a síntese de proteínas, e reunindo nutrientes de tecidos próximos. Um estudo que regulamentou a senescência das folhas de tabaco descobriu que as folhas do tipo selvagem amarelavam enquanto as folhas transgênicas permaneciam em sua maioria verdes. Foi feita a hipótese de que a citocinina pode afetar enzimas que regulam a síntese e degradação proteica.
A sinalização da citocinina nas plantas é mediada por um fósforo bicomponente. Esta via é iniciada pela ligação da citoquinina a um receptor de histidina quinase na membrana do retículo endoplasmático. Isto resulta na auto-fosforilação do receptor, com o fosfato sendo então transferido para uma proteína de fosfo-transferência. As proteínas de fosftransferência podem então fosforilatar os reguladores de resposta tipo B (RR), que são uma família de fatores de transcrição. Os RRs fosforilados, e portanto ativados, do tipo B regulam a transcrição de numerosos genes, incluindo os RRs do tipo A. Os RRs do tipo A regulam negativamente o caminho.