植物地理学（phytogeography）属于自然地理学的分支学科，常与动物地理学（Zoogeography）合称为生物地理学（biogeography）。生物作为自然环境的重要组成要素，具有与岩石、土壤、水体大气等要素迥然不同的特征和功能，而植物与动物在地球表层环境中所起的作用也彼此存在很大差异。这就使生物地理学的研究表现出一定的特殊意义。
生物作为自然环境的有机成分，形成地球上非常活跃的特殊结构——生物圈。生物圈乃是地球上所有生物及其生活领域的总和，它占有大气圈的底部、水圈和岩石圈的上部，厚度约为20km。实际上生物的大部分个体繁衍于地表上下约100m厚的范围内，因此对于整个地球来说，这仅仅是很薄的一层“生物膜”。
生物圈中具生命的有机体总量约为3×1012-1013t，其中99%为植物（平均每平方厘米地表上仅580mg），远低于其他圈层的重量，如大气为5×l015t、水为1.41×l018t、地壳为5.98×1021t。
绿色植物通过光合作用释放出大量游离氧，把地球上原始的缺氧环境变成含氧量高达20.8%的现代大气。氧化作用是地面最重要、最普遍的化学反应之一，并维持生物（包括人类）的正常呼吸作用。游离氧在大气层上部形成臭氧层，吸收对生物和人类有害的短波辐射，形成生命保护伞。光合作用和有机物质积累直接影响全球碳素平衡，间接影响地表热量平衡。生命活动是土壤发育、水体变化的积极作用因素。可以说，现代全球自然环境的形成和演变与植物紧密相关，被称为绿色植物的“宇宙”作用。
生物物种的多样性远远超过无机物质的类型，已知现存植物50万种、动物150万种，生物种类总数可能超过500万种，这不仅构成人类生活必需的生物资源，更维持着全球生态平衡。
各种生物总是有规律地组合在一起，在不同环境中形成多种特殊空间结构——生物群落。其中大多以固定分布并生产有机物质的绿色高等植物为主体，即具有一定外貌和结构的植物群落，从而赋予了自然景观以复杂多样的直观形象特征，如雨林、暗针叶林、草原、荒漠等。生物群落在接受太阳辐射能和一定水分条件下，形成具有高度组织性和自我调节能力的结构。对各地的自然环境整体起着稳定作用和联合作用。
另一方面，生物个体生活、物种分布和群落特征都深受环境制约，它们的变化常能很好地反映所在地方乃至全球规模的自然环境空间差异和时间演变，并且易于直接观察，为人们识辨自然环境的特征和发展趋势发挥着重要的指示作用和预警作用。
人们很早就注意到植物分布与环境条件的密切关系，对于森林、草原、沼泽等植被的类型差异和环境特点也有所认识，并且在生产劳动和生活活动中运用、丰富有关知识。历史上中外均有文字记载这些方面的内容。但是植物地理的知识上升到系统化、理论化的高度，成为一门独立学科，第一次获得植物地理学名称，是与洪堡（Humboldt）的研究工作分不开的。他在南美热带地区的考察中用地理学的观点审视自然界，他注意观察分析的不是各种孤立的植物，而是决定自然面貌的植被整体，对各地区气候条件与植被特征的关系加以比较剖析，并指出等温线在植物分布上的重要意义。1807年洪堡发表的《植物地理学知识》专论，成为划时代的代表著作。
其后植物地理学主要沿两个不同方向发展，即植物区系地理和植被地理。
各种植物的空间分布表现出一定的规律性，通常局限在某一地理区域或某类环境中。一个地区内全部植物种类总称为植物区系（flora），各个地区间生存的植物种类（区系）彼此不尽相同，甚至完全不同。探讨植物种类空间分异规律的任务落在植物区系地理学肩上。历史植物地理学则更侧重研究各地植物区系起源和发展的历史。至于有些人把植物地理学局限在植物区系地理研究方面，是对植物地理学的狭义理解。