사막과 같은 건조한 지역의 식물들은 물의 손실을 막는 방법을 터득해야 살 수 있다. 사막에서 자라는 대표적인 식물 선인장은 비가 올 때까지 적은 양의 물을 가지고 오랜 기간 살아갈 수 있도록 적응되어 있다. 선인장 잎은 가시 모양인데, 이는 물의 손실을 막아 주는 역할을 하고, 동물들이 선인장의 어린잎을 먹지 못하게 퇴화시킨 것이다. 잎이 퇴화된 가시는 이슬을 조금씩 모아 뿌리로 보내는 역할도 하고 있다. 그래서 선인장의 광합성은 주로 녹색의 줄기에서 일어난다. 줄기는 두꺼운 층으로 덮여 있고 물은 내부 조직에 있는 큰 세포에 저장되어 있다. 공기와 수증기의 출입이 일어나는 기공은 선인장의 줄기에 있다. 낮에는 기공이 주로 닫혀 있어 덥고 건조한 기후 조건에서 공기 중으로 수증기가 증발을 최소화한다.
식물의 광합성에 반드시 필요한 이산화탄소는 기공으로 들어온다. 그런데 기공을 열면 물이 빠져나가는 것을 피할 수 없게 된다. 보통 식물들은 이산화탄소 분자를 받아들이기 위해 100~600분자의 물이 기공으로 빠져나가지만 선인장은 그보다 훨씬 적은 이산화탄소 한분자당 10분자의 물이 빠져나간다. 이러한 일이 가능한 이유는 선인장만의 독특한 구조에 있다. 선인장은 기공의 크기가 작고 숫자도 보통의 식물보다 적게 가지고 있으며 기공이 조직 깊숙이 들어가 있어 수분손실을 줄이고 건조한 바람에 적응하고 있다. 또한 기공에 털이 있어 공기의 움직임을 줄여 물의 증발을 억제한다. 보통의 식물은 뿌리로 흡수된 물의 97% 정도를 기공을 통한 증산작용으로 잃어버리게 되는데 선인장의 광합성 과정은 낮 동안에 기공을 닫아 가장 뜨겁고 건조한 때에 증산작용을 막고 있다. 또한 선인장은 밤에 기공을 열어 이산화탄소를 저장한 후, 낮에 햇빛이 비칠 때 이산화탄소를 분리하여 광합성을 한다. 따라서 선인장은 밤에 비축해둔 양에 따라 광합성의 양이 결정되므로 생장이 느릴 수밖에 없다.
선인장과 같은 사막식물은 잎과 줄기를 왁스로 덮어 물의 증발을 줄이고 줄기를 크게 다육으로 만들어 물을 많이 저장한다 보통 식물은 뿌리를 땅속 . 깊이 박아 물을 찾는데 이용하지만, 선인장은 뿌리를 지표면에 많이 분포시켜 비가 올 때 쉽게 물을 빨아들일 수 있게 한다. 또 선인장 표면의 깊은 주름은 주변의 복사열에 의해서 체온이 지나치게 올라가지 않게 하는 라디에이터 역할을 한다. 선인장은 일반적인 식물의 광합성과 얼개를 달리한다. 일반적인 식물들은 명반응과 암반응이라는 구분된 광합성 과정을 통하여 낮에는 광합성을 통한 산소를 방출하고, 밤에는 호흡을 통한 이산화탄소를 방출하는 데 반해서 선인장을 포함한 일부 식물들은 기온이 높은 낮에 기공을 열어 수분을 손실하는 대신 낮에 적은 양의 명반응 광합성을 하여 생산물을 포도당으로 완전히 변환시키지 않고 중간 과정물로 몸에 저장하고, 밤에 이산화탄소를 흡수하여 포도당으로 변화시키고 부산물인 산소를 방출 한다.
선인장을 물을 주지 않아도 된다고 생각하는 것은 잘못이다. 선인장도 물을 필요로 하는 만큼 물을 가끔은 줘야 한다. 선인장을 실내 컴퓨터 앞 등에서 키워야 하는 상황이라면 선인장은 광합성을 오랫동안 할 수 없으므로 구매했을 때 갖고 있던 양분만으로 살아가야 한다. 따라서 이럴 경우 선인장이 성장하지 못하도록 물을 주는 것을 최대한 억제시키기 위하여 2~3개월에 1회씩 물을 주면 된다. 선인장을 야외에서 키우는 경우에는 장마철을 제외하고는 대부분의 선인장에 비를 맞추고 키워도 괜찮다. 선인장이 얼어 죽은 것은 약이라고 잘못 전해지는 경우도 있다. 선인장의 줄기에 새로 생기는 것은 새끼가 아니라 줄기에 해당하는 것이다. 물론 때로 이를 이용해 번식하려는 선인장이 있긴 하지만 이는 어디까지나 예외일 뿐이다. 선인장이 자라면서 만드는 새로운 조직들은 사실상 선인장이 필요하기 때문에 만드는 것이다. 떼어내 줄 필요는 전혀 없다. 그대로 성장시켜 새끼를 많이 갖게 된 개체를 군생이라고 부른다.
