棉花根系是十分重要的器官，只有通過它才能與地上部進行物質交流，根系的生長發育狀況會直接影響棉花地上部分的性狀以及產量。棉花根系的主要功能是支撐棉花的地上部分和吸收水分、養分,因而棉花根系生長狀況直接影響其地上部分的生長發育和產量的高低。不同的灌溉方式可影響棉花根系的生長發育和在土壤中的時空分布,進而影響棉花對水分、養分的吸收。對于根系的分析一般可以采用根系分析系統進行，為此對作物的研究十分重要。
棉根屬直根系,由主根、側根、支根和細根等組成,其分布呈倒圓錐形。棉花的主根由胚根長成,當主根伸長達12。m左右時,在距地表5m左右深處開始發生側根。側根上再長支根,支根上再長細根,根尖著生根毛。通過根系分析系統的研究，根系的生長,苗期與蓄期快。苗期為根系發展期,主根的生長速度比地上部快,可達3倍以上;現蕾后,進人根系生長旺盛期,側根生長加快;花鈴期達到根系吸收高峰期,根毛的生長十分旺盛,但主根與側根的生長開始減弱;到吐絮期, 根系的生理功能逐漸衰退。不同時期根群分布范圍不同,苗期分布較淺,始蕾期1000px以下土層中的根量僅占總根量的1.7%,現蕾后根系迅速向下發展,至初 花期,人土深度達100。m左右,花鈴期根系繼續下扎,深度可達3500px,吐絮期,雖總根量仍有增加的趨勢,但下扎根系很少。
根系分析系統分 析發現，常規溝灌棉株根系與膜下滴灌棉株根系在土壤分布無顯著差異,均分布在10~35。m的范圍內,但常規溝灌棉株根系少、細、黃,膜下滴灌棉株根系多、細、白。因而常規灌溉根系數量小于膜下滴灌根系數量,而在根系總重量、主根重量、側根重量均是常規灌溉大于膜下滴灌。常規溝灌棉花根系在土壤中的平面幾何構型呈“垂直斷面傘型”或“扇型”。膜下滴灌棉花根系呈極不對稱構型。耕層地下滴灌作為棉花滴灌的一種方式,其根系分布形成了獨特的雙層根系,第1層根系多、細,主要分布在10~20。m;第2層根系精壯、白嫩,基本布滿25~1050px土層。由于這種雙層根系結構,使得耕層式滴灌對于突發性高溫天氣有 著較好的抗逆性,在棉花中后期表現生理花鈴脫落率低等優勢。
