Анатомічна структура листка зумовлена його функціональністю, яка зводиться до забезпечення фотосинтезу, газообміну і транспірації- У зв’язку з цим у листку добре розвинена фотосинтезуюча тканина — мезофіл і система провітрювання (газообміну). Оскільки листок дорзовентральний, тобто верхній і нижній боки виконують різні функції, то будова їх різна.
Апаратами фотосинтезу є хлоропласти (хлорофілові зерна). Завдяки наявності у них відповідних пігментів вони затримують частину променів сонячного спектра, особливо червоних променів.
Мезофіл — основна тканина листка. Клітини мезофілу неоднорідні. Шар клітин, який прилягає до верхнього епідермісу, називають палісадною, або стовпчастою, хлоренхімою (тканина, в клітинах якої містяться хлоропласти). Якщо листок інтенсивно освітлюється з обох сторін, тоді палісадна тканина формується й на морфологічно нижньому боці його. Під нижнім епідермісом розташована губчаста тканина з великими міжклітинними прошарками. Структура хлоренхіми. Фотосинтезуючу функцію виконує палісадна хлоренхіма. Її клітини витягнуті перпендикулярно до поверхні епідермісу. Це створює кращі умови для дотику світла до хлорофілових зерен. Сонячне світло не лише віддає частину свого спектра, а й спричинює рухи хлоропластів.Коли прямі сонячні промені падають на листок, хлоропласти при цьому розміщуються вздовж оболонок стовпчастих клітин. Це застерігає їх від руйнівної дії яскравого світла. Увечері і вночі хлорофілові зерна розподіляються по всій клітині, що сприяє ефективнішому використанню розсіяного світла, тому листки увечері зеленіші, ніж удень.Клітини стовпчастої хлоренхіми залежно від природи рослин і сили освітлення розташовані в один, два і більше шарів. Наприклад, світлові листки мають два-три шари. У міру зменшення напруги освітлення кількість рядів клітин зменшується, а в тіньовихлистків окремих видів рослин стовпчастої хлоренхімивзагалі немає. У клітинах губчастої паренхіми менше хлорофілових зерен, і і тому вона не має відповідного значення для фотосинтезу. Головна її функція пов’язана з газообміном і транспірацією. Процеси обміну з навколишнім середовищем здійснюються через продихи. Цим забезпечується вільне надходження повітря до листка ззовні. Міжклітинники має й палісадна хлоренхіма, але вони значно менші, ніж у губчастої тканини.