Apenas uma pequena quantidade da água absorvida pelas raízes permanece na planta para suprir o crescimento (cerca de 2%) ou para ser consumida nas reações bioquímicas da fotossíntese e em outros processos metabólicos (cerca de 1%). Assim, cerca de 97% da água absorvida pelas raízes é transportada pela planta via xilema e evaporada pelas superfícies foliares por meio dos estômatos. Esse processo de perda de água denomina-se transpiração. A transpiração contribui para o controle da temperatura das plantas e permite o transporte da água juntamente com nutrientes minerais das raízes para a parte aérea. Contudo, com a perda de água pela transpiração, torna-se necessário a reposição contínua de água para manter um nível apropriado de hidratação dos tecidos.

Deve-se considerar que a transpiração é capaz de proporcionar as plantas efeitos benéficos como o resfriamento das folhas, tendo em vista o alto calor de vaporização da água, aumento na absorção de minerais e uma aceleração da seiva no xilema, entretanto os efeitos negativos são mais agressivos, os quais ocorrem desde a injúrias até a morte das plantas, como ocorre em casos de desidratação.

A água no contínuo solo-planta-atmosfera é transportada de acordo com um gradiente de potencial hídrico, sendo direcionada sempre para a região de menor potencial. Assim, as tensões no xilema necessárias para puxar a água do solo desenvolvem-se nas folhas como uma consequência da transpiração. Quando as folhas abrem seus estômatos para obter dióxido de carbono (CO₂) para a fotossíntese, o vapor de água difunde-se para fora delas. Isso causa a evaporação da água da superfície das paredes celulares dentro das folhas. Por sua vez, a perda de água das paredes celulares causa o decréscimo do potencial hídrico nelas. Isso cria um gradiente no potencial hídrico que gera um fluxo de água em direção aos sítios de evaporação. À medida que a evaporação ocorre na superfície da folha, as propriedades de adesão e coesão trabalham em conjunto para puxar as moléculas de água das raízes e através do xilema.

Os estômatos são estruturas encontradas na epiderme vegetal, sendo o principal mecanismo que controla as trocas gasosas das plantas terrestres. As plantas perdem água para a atmosfera quando os estômatos se abrem para fixar CO₂ durante o processo de fotossíntese. Desse modo, a transpiração pode ser considerada um "custo" necessário associado à abertura dos estômatos para permitir a difusão do CO₂ do ar para a fotossíntese. O controle da abertura estomática é primordial para a manutenção da taxa fotossintética máxima com uma mínima taxa de transpiração, ou seja, com a menor perda de água possível. A relação entre estas duas taxas é variável entre espécies e dentro da espécie, sendo denominada de 'eficiência de uso de água. Para atender as demandas contraditórias de maximizar a absorção de CO₂ enquanto limitam a perda de água, as plantas desenvolveram adaptações para controlar a perda de água pelas folhas e repor a água perdida para a atmosfera.

A alta eficiência do uso da água nas plantas CAM provavelmente seja responsável por sua ampla diversificação e especiação em ambientes limitados em água. Tais plantas crescem em desertos, como os cactos, abrem seus estômatos durante as noites frias e os fecham durante os dias quentes e secos, reduzindo significativamente a transpiração.