镁是植物叶绿素的组成部分，一般认为，植株叶片中的含镁量在0.20%（干重）以上，若低于0.20%，就有缺乏的可能。植物一旦缺镁，生长、发育就受影响，使植株瘦小，节间变短，叶片逐渐失绿、变黄，特别是叶脉之间的叶肉细胞失绿，甚至坏死。柑橘、胡萝卜等植物常在老叶脉间失绿并出现均匀的黄绿斑，而维管组织任然保持绿色。
植物体内的镁元素，大部分是以多聚磷酸盐、与RNA及ATP结合而以结合态的形式存在。根据植物体内矿质营养元素含量划分，镁元素属于中量元素，但是植物根吸收镁的速率低以及吸收镁的能力比较弱，这可能与植物对镁吸收的转运蛋白有关。一般认为，当介质中Mg2+浓度高时，镁的吸收属被动吸收，受蒸腾速率的影响；而当介质中Mg2+浓度低时，镁的吸收属主动吸收，不受蒸腾速率的影响。针对挪威云杉对镁离子和钙离子进入根的途经进行研究，结果证明两个二价阳离子都快速穿过皮层外质体进入内皮层。推测对二价阳离子而言，在皮层中有一个自由的外质体途径。而内皮层对二价阳离子进入木质部是一个主要的障碍。镁在进入植物体内后能随木质部蒸腾流很快向上移动，和钙不同，镁在韧皮部汁液中浓度较高，容易在韧皮部中移动，可从老叶转移到幼叶。
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