У подавляющего большинства кактусов он сочный, зеленый, безлистный, покрытый колючками, волосками или и тем и другим одновременно. Лишь некоторые, такие, как переския, родокактус, перескиопсис, имеют деревянистый стебель и нормально развитые широкие листья. У опунциевых сочные шиловидные листья появляются весной на вершине побега на очень короткое время, затем засыхают и опадают. Кактус, как и всякое растение, растет своей верхушкой, называемой точкой роста или апексом (рис. 4).
Рис. 4. Продольный разрез через верхушку стебля мамиллярии
1 — апекс; 2 — волоски; 3 — зачатки ареолы; 4 — зачаток листа; 5 — зачатки колючек (Гебель, 1880)
За счет деления клеток точки роста и дальнейшего их роста кактус увеличивается в толщину и высоту. На точке роста закладываются в виде небольших бугорков (у Echinocereus reichenbachii, например, не более 0,1 мм) зачатки листьев. Если у большинства растений из них развиваются нормальные листья — с черешком и листовой пластинкой, то у кактусов дело обстоит иначе. Анатомические исследования Н. Кауфмана, К. Гебеля, В. Троля, Н. Бока и других ученых показали, что верхняя часть листа (или пластинка листа) не развивается, зато огромными темпами идет деление и увеличение клеток листового подножия, т. е. в зоне, где тесно соприкасаются ткань основания листа и ткань стебля. Сильно разрастаясь, эти клетки выступают на стеблях кактусов в виде ребер и сосочков. Там, где листья есть (хоть и очень измененные), листовые подножия имеют вид своеобразных плоских бугорков, носящих название «подарий» (Cylindropuntia, Austrocylindropuntia, Opuntia).
Отсутствие листьев или их недоразвитие (у опунций) является приспособлением кактусов к суровым засушливым условиям местообитания: благодаря этому растение меньше испаряет воды. С этой особенностью кактусов тесно связана и другая их характерная черта — слабое развитие проводящих пучков: сосудов в каждом пучке немного, все они узкополостные и вторично примитивной структуры (так называемые сосудистые трахеиды). Чем же компенсируется отсутствие жизненно важного органа — листа? Функцию зеленого листа — процесс Фотосинтеза — берут на себя зеленые стебли кактусов, в клетках которых находится хлорофилл. Однако необычность кактусов проявляется и в механизме Фотосинтеза, при котором активное поглощение углекислоты и выделение кислорода происходит в ночное время.
Ткань суккулентных растений очень однородна и в основном специализирована как водозапасающая. Она состоит преимущественно из тонкостенных клеток. Клеточный сок наряду с органическими кислотами и сахарами содержит и слизистые вещества, обладающие водоудерживающими свойствами. Крупные экземпляры кактусов накапливают до 2000 л воды! Согласно данным К. Вемера, у многих видов вода составляет 80–96 % от веса стебля. Даже после трехмесячной засухи, как показали исследования, проведенные в Техасе, опунция многоколючковая содержала в своих стеблях почти 81 % воды. Испарение воды происходит в ночное время, когда открыты устьица. Сравнительно большое число их (на 1 мм2 у Cereus azureus — 380; у Opuntia maculacantha — 350), видимо, объясняется необходимостью обеспечения кислородом толстых слоев ткани. Благодаря густоте волосяного покрова, мощным колючкам, а также восковому налету на кожице испарение влаги замедляется. Многочисленные ребра, равномерно распределяющие свет и тень, предохраняют стебель от чрезмерного перегрева.
Такие кактусы, как роузокактус Кочубея, некоторые виды эхинофоссулокактуса, переживают сухое время года благодаря втягиванию стебля в почву, из которой торчит лишь его незначительная часть.
Размеры и формы стеблей у кактусов весьма разнообразны. У представителей подсемейства Опунциевых они плоские, цилиндрические, округлые или дисковидные, расположенные в виде члеников. Членистые стебли опунций могут легко обламываться и быстро укореняться в земле. Особенно известна в этом отношении цилиндропунция Бигелова (Cylindropuntia bigelowii), названная прыгающей опунцией: при малейшем дуновении ветра стебли ее обламываются и укореняются. Для высокогорной опунции из рода тефрокактус характерны округлые мясистые стебли, напоминающие клубни картофеля. У бразилиопунции бразильской (Brasiliopuntia brasiliensis) два типа побегов: главный — цилиндрический, а боковые — небольшие, плоские, напоминающие листья. Время от времени они желтеют и опадают.