木质化是维管植物细胞次生壁的核心特征，根据《植物学（第3版）》定义，本质表现为木质素单体通过氧化聚合与纤维素交联沉积的过程。该现象在导管分子、木纤维等输导组织发育中尤为显著，导致细胞成熟后原生质体消失，形成机械支撑结构。
木质素前体苯丙氨酸在细胞质基质中经酶促反应生成三种醇类单体：
香豆醇形成对羟基苯基结构单元
松柏醇构成愈创木基单元
芥子醇生成紫丁香基单元
单体通过内膜系统运输至次生壁后，在过氧化物酶催化下发生氧化聚合。这一过程产生三维网状交联结构，使细胞壁硬度提升6-8倍。
木质化细胞壁具有三重生态功能：
维持维管束抗压强度的结构基础，保障水分长距离运输
通过多层壁结构抵御病虫机械侵入
提高植物干旱适应性，木质素含量与抗旱性呈正相关
化石证据显示，木化程度影响生物降解效率。宁夏石炭井木化石中发现白腐真菌降解木质素的特征，表现为细胞中间层缺失与侵填体结构，反映真菌-植物协同进化关系[1] 。
桂平中新世地层发现的蒲桃属木化石（Syzygium guipingensis），其管胞壁木质素沉积呈现典型交叉场纹孔特征。该化石保存完好的五层细胞壁结构，证明木质素的化学稳定性可使植物组织保存超过2000万年。对比现生种S. buxifolium的解剖特征，证实木化过程在植物演化中具有保守性。
2021年发表的石炭井宁夏木研究揭示木质素沉积存在双重效应：既通过加固细胞壁抵抗节肢动物取食，又因代谢产物吸引腐生菌形成生态连锁响应。化石中粪粒与菌丝遗迹的共存，为理解木化在古食物链中的作用提供间接证据[1] 。