Bäume kommen innerhalb der bedeutenden botanischen Abteilung der Nacktsamer (Gymnospermen) in tausend Jahren erreichen. Als ältester Baum der Welt gilt derzeit eine 9550 Jahre alte Fichte auf dem Fuluberg im mittelschwedischen Bezirk Dalarna[1]. Unter dieser Fichte wurden drei weitere „Generationen“ (375, 5.660 und 9.000 Jahre alt) mit identischem Erbmaterial gefunden. Die Zahl der über 8.000 Jahre alten Fichten wird auf etwa 20 Stück geschätzt. Damit ist die Fichte rund doppelt so alt wie die nordamerikanischen Kiefern, die mit 4000 bis 5000 Jahren bislang als die ältesten lebenden Bäume gegolten haben.

Die nachweislich ältesten Bäume Mitteleuropas werden auf etwa 600-700 Jahre datiert. Wächst der Baum unter im Jahresrhythmus schwankenden klimatischen Bedingungen, wird während der Vegetationsperiode ein Jahresring angelegt. Mit Hilfe dieser Ringe lassen sich sowohl das Alter eines Baumes als auch dessen Wuchsbedingungen in den einzelnen Jahren ablesen. Die Dendrochronologie nutzt dies, um altes Holz zu datieren und das Klima einer Region bis zu mehreren tausend Jahren zu rekonstruieren.

Seine Entwicklung bringt für den Baum zahlreiche Probleme und Schädigungen mit sich. Hierunter fallen vor allem Pilz- und Insektenschäden, Windbruch (Baumteile brechen ab), Windwurf (der Baum wird mit den Wurzeln aus dem Boden gehebelt), Schneebruch (Baumteile unter schweren Schneelasten brechen ab), Blitzschaden (Stammteile werden abgesprengt), Frost (Trockenschaden durch Transpiration bei gefrorenem Boden, Stammrisse) und bei Jungbäumen übermäßiger Wildverbiss und Schälung. Die verschiedenen Krankheiten, von denen Bäume befallen werden können, bezeichnet man als Brand, Krebs, Rost, Mehltau, Rotfäule, Weißfäule, Braunfäule, Harzfluss. Zu Missbildungen an Bäumen zählt man die Maserkröpfe, die Hexenbesen oder Wetterbüsche sowie die Gallen.
Aufbau des Baumstammes
Querschnitt durch einen fünfjährigen Kiefernstamm

Ein Querschnitt durch einen Baumstamm zeigt verschiedene Zonen. Ganz innen befinden sich das aus Primärgewebe bestehende Mark und das tote Kernholz. Bestimmte Baumarten (z. B. Buche, Esche) bilden fakultativ einen Falschkern aus, der sich in den Eigenschaften vom echten Kernholz unterscheidet. Weiter außen befindet sich das Splintholz, das der Leitung und Speicherung dient und sich bei so genannten Kernholzbäumen farblich meist deutlich vom Kernholz abhebt. Bei der Eiche, der Eibe und der Robinie ist dies sehr gut sichtbar. Die Fichte hat einen farblosen Kern (Reifholz).

Die äußerste Schicht bildet die Baumrinde. Sie besteht aus der Bastschicht, die in Wasser gelöste Nährstoffe transportiert, und der Borke, die den Stamm vor Umwelteinflüssen (UV-Einstrahlung, Hitze, mechanische und biotische Schäden) schützt.

Zwischen der Bastschicht und dem Holz befindet sich das Kambium. Diese Wachstumsschicht bildet durch sekundäres Dickenwachstum nach innen Holz (Xylem) und nach außen Bast (Phloem). Das Holz zeichnet sich durch die Einlagerung von Lignin in die Zellwand aus. Dadurch werden die Zellen versteift und bilden ein festes Dauergewebe. Das sekundäre Dickenwachstum, die Lignifizierung der hölzernen Zellwand und die Vermehrung durch Samen verschafften den Bäumen in den meisten Biomen der Erde einen Vorteil gegenüber anderen Pflanzen und haben dort zur Entwicklung großflächiger Waldbestände geführt. Ausnahmen bilden die Wüsten, die arktischen Tundren und die zentralkontinentalen Steppen.

Hinsichtlich des inneren Baues des Baumstammes weichen die zu den Einkeimblättrigen gehörenden baumförmigen Lebensformen, nämlich die Palmen, von den echten Bäumen erheblich ab. Bei ersteren stehen die Gefäßbündel im Grundgewebe zerstreut, weshalb es auch keinen Kambiumring, keinen Holzzylinder und somit auch kein fortdauerndes sekundäres Dickenwachstum des Stammes gibt. Bei den zu den Dikotyledonen oder Gymnospermen gehörenden Bäumen besitzt der Stamm schon in der frühesten Jugend als dünner Stängel einen unter der Rinde gelegenen Kreis von Leitbündeln, welcher den Rindenbereich vom innen liegenden Mark scheidet. Dieser Leitbündelring stellt in seiner inneren, dem Mark anliegenden Hälfte das Holz und im äußeren, an die Rinde angrenzenden Teil den Bast dar; zwischen beiden zieht sich der Kambiumring hindurch. Dieser wird aus zarten, saftreichen, sich ständig teilenden Zellen gebildet und vergrößert durch seinen laufenden Zellvermehrungsprozess die beiderseits ihm anliegenden Gewebe. So wird alljährlich an der Außenseite des Holzringes eine neue Zone Holzgewebe angelegt, wodurch die Jahresringe des auf diese Weise erstarkenden Holzkörpers entstehen, die man als konzentrische Linien am Stammquerschnitt wahrnimmt. Andererseits erhält aber auch der weiter außen liegende Bast an seiner Innenseite einen jährlichen, wenn auch weit geringeren Zuwachs. Auf diese Weise kommt die dauernde Verdickung des Stammes und aller seiner Äste sowie auch der Wurzeln zustande.
Die Wurzel

Auch in der Wurzelbildung unterscheiden sich die Bäume untereinander. Neben der genetischen Festlegung steuern die Erfordernisse der Verankerung des Baumes im Boden ebenso wie die Notwendigkeit der Versorgung der Pflanze mit Wasser und Nährstoffen die Intensität und Art des Wurzelwachstums. Man spricht entsprechend der Form des Wurzelstocks von Pfahlwurzel, Flachwurzel oder Herzwurzel. Bei der Pfahlwurzel wächst die Hauptwurzel senkrecht in den Boden hinab, was besonders für die Eiche charakteristisch ist. Flachgründige Böden und hoch anstehendes Grundgestein oder Grundwasser begünstigen z.B. die Bildung von Flachwurzeln. Trockene Böden begünstigen eine Bildung von Pfahlwurzeln. Die überwiegende Masse des Wurzelstocks machen bei den Bäumen nicht die verholzten Wurzelteile, sondern die mit einer Mykorrhiza vergesellschafteten Feinwurzeln aus. Die Gesamtwurzelmasse reicht oft an die Masse der oberirdischen Pflanzenteile heran. Bei einkeimblättrigen baumähnlichen Lebensformen endet der Stamm nahe unter der Bodenfläche und es entwickelt sich ein sprossbürtiges Wurzelsystem (Homorhizie).

An alten Bäumen finden sich meist junge Adventivwurzeln, die alte, ineffektive Wurzeln ersetzen. Bei einigen Baumarten bilden oberflächennahe Wurzeln eine so genannte Wurzelbrut, eine Form der vegetativen Vermehrung. Wurzelkappungen infolge von Baumaßnahmen bewirken das Absterben von Wurzelteilen und führen zum Eindringen von holzzerstörenden Pilzen in den Baum. Dies ist die häufigste Ursache von irreparablen Baumschäden im städtischen Bereich.
Die Blätter
Eine 80-jährige Buche hat etwa 800.000 Blätter
Bei Blüten der Ulmen sind die Blütenhüllblätter reduziert, also bestehen sie im Wesentlichen aus dem Stempel und den Staubblättern, sind klein und unauffällig

Bäume tragen Laubblätter oder Nadelblätter, die entweder mehrjährig am Baum verbleiben (immergrüne Arten) oder am Ende einer Vegetationsperiode abgeworfen werden (laubabwerfende Arten). Dazwischen liegen noch die halbimmergrünen Arten, die am Ende einer Vegetationsperiode nur einen Teil ihrer Blätter verlieren, bei Neuaustrieb dann aber die vorjährigen ersetzen. Die Nadelgehölze sind mit Ausnahme der Gattungen Larix (Lärchen) und Pseudolarix (Goldlärchen) immergrüne Arten. In den borealen und hochmontanen Biomen der Nordhalbkugel haben sich die immergrünen Nadelgehölze durchgesetzt, da sie zu Beginn der Vegetationsperiode bei ausreichender Temperatur sofort mit der Assimilation beginnen können, ohne zunächst Assimilationsorgane bilden zu müssen wie die laubabwerfenden Baumarten.

Die Gestalt der Blätter (Laub) ist ein wichtiges Bestimmungsmerkmal. Anordnung, Form, Größe, Farbe, Nervatur und Zähnung sowie haptische Eigenschaften können zur Differenzierung herangezogen werden. Nicht minder brauchbar zur Unterscheidung im winterlichen Zustand sind die (Blatt-)Knospen des Baumes. Eine eindeutige taxonomische Identifizierung der Arten ist allerdings nur anhand der Blüten oder Früchte möglich. Manche Bäume sind mit Dornen ausgestattet. Dies sind entweder kurze Zweige, die mit dorniger Spitze enden (Weißdorne, Wildform von Obstbäumen), oder es sind stachelartig ausgebildete Nebenblätter wie etwa bei der Gewöhnlichen Robinie.