Förhållandet mellan auxin och cytokinin spelar en viktig roll för effekten av cytokinin på växttillväxten. Enbart cytokinin har ingen effekt på parenkymceller. När de odlas med auxin men utan cytokinin blir de stora men delar sig inte. När cytokinin tillsätts expanderar och differentieras cellerna. När cytokinin och auxin förekommer i lika stora mängder bildar parenkymcellerna en odifferentierad kallus. Mer cytokinin inducerar tillväxt av skottknoppar, medan mer auxin inducerar rotbildning.
Cytokininer är involverade i många växtprocesser, inklusive celldelning och morfogenes av skott och rötter. De är kända för att reglera axillär knopptillväxt och apikal dominans. Enligt ”hypotesen om direkt hämning” beror dessa effekter på förhållandet mellan cytokinin och auxin. Enligt denna teori går auxin från apikala knoppar ner i skotten för att hämma tillväxten av axillära knoppar. Detta främjar skotttillväxten och begränsar sidoförgreningar. Cytokinin rör sig från rötterna in i skotten och signalerar så småningom tillväxt av sidoknoppar. Enkla experiment stöder denna teori. När den apikala knoppen tas bort hämmas inte de axillära knopparna, den laterala tillväxten ökar och växterna blir buskigare. Att applicera auxin på den avklippta stammen hämmar återigen den laterala dominansen.
Men medan cytokininverkan i kärlväxter beskrivs som pleiotropt, inducerar denna klass av växthormoner specifikt övergången från apikal tillväxt till tillväxt via en trefacetterad apikal cell i mossan protonema. Denna knoppinduktion kan lokaliseras till differentiering av en specifik enskild cell och är således en mycket specifik effekt av cytokinin.
Cytokininer har visat sig bromsa åldrandet av växtorgan genom att förhindra proteinnedbrytning, aktivera proteinsyntesen och samla ihop näringsämnen från närliggande vävnader. En studie som reglerade bladsenescens i tobaksblad visade att blad av vildtyp gulnade medan transgena blad förblev mestadels gröna. Hypotesen var att cytokinin kan påverka enzymer som reglerar proteinsyntes och nedbrytning.
Cytokinin-signalering i växter förmedlas av en tvåkomponents fosforrelation. Denna väg initieras av att cytokinin binder till en histidin kinasreceptor i det endoplasmatiska retikulummembranet. Detta resulterar i autofosforylering av receptorn, varvid fosfatet sedan överförs till ett fosfatöverföringsprotein. Fosfotransferproteinerna kan sedan fosforylera typ-B-responsregulatorerna (RR), som är en familj av transkriptionsfaktorer. De fosforylerade och därmed aktiverade typ-B RR:erna reglerar transkriptionen av många gener, inklusive typ-A RR:erna. RRs av typ A reglerar vägen negativt.