位于茎的最外层，通常由一层细胞组成，细胞形状比较规则，呈砖形，长径与茎的纵轴平行。表皮细胞排列紧密，无细胞间隙，具保护作用，属保护组织。表皮细胞是活细胞，但一般不含叶绿体，有的植物茎的表皮细胞含花青素（如蓖麻）。表皮细胞的外壁比较厚，角质化并有角质层，有的还含有蜡质（如蓖麻茎）。但沉水植物茎的表皮细胞没有角质层或角质层很薄。茎的表皮还具有气孔和表皮毛。气孔是气体出入植物体的通道；表皮毛是由表皮细胞分化而成的，形状结构各异，生理功能也不相同。一般具有加强保护作用的功能。还有的表皮具有分泌作用的腺毛；在葎草的茎上还有钩毛，使茎具攀援作用。