主要是引發細胞分裂，誘導芽的形成和促進芽的生長。對組織培養的煙草髓或莖切段，細胞分裂素可使已不具備分裂能力的髓細胞重新分裂。這種現象曾被用于細胞分裂素的生物測定。莖切段的分化常受細胞分裂素及生長素比例的調節。當細胞分裂素對生長素的濃度比值高時，可誘導芽的形成；反之則有促進生根的趨勢。如對抑制的腋芽局部施用細胞分裂素或在側芽上涂抹一定濃度的生長素，可以解除頂端對側芽的抑制(即頂端優勢)。天然的簇生植物(蓮座狀植物)或由于病害發生“叢枝病”的植物里，常含有較多的細胞分裂素。
細胞分裂素還有防止離體葉片衰老、保綠的作用，這主要是由于細胞分裂素能夠延緩葉綠素和蛋白質的降解速度，穩定多聚核糖體(蛋白質高速合成的場所)，抑制DNA酶、RNA酶及蛋白酶的活性，保持膜的完整性等。在葉片上局部施用細胞分裂素，能吸聚其他部分的物質向施用處運轉和積累。
細胞分裂素的作用方式還不完全清楚。已知在tRNA中與反密碼子相鄰的地方有細胞分裂素，在蛋白質合成過程中，它們參與到tRNA與核糖體mRNA復合體的連接物上。但這可能不是外源細胞分裂素的作用方式。因為在tRNA中，細胞分裂素的合成是由原來在tRNA中的嘌呤的改變產生的。而外源細胞分裂素并不參入tRNA中，但可促進硝酸還原酶、蛋白質和核酸的合成。除了天然的促進細胞分裂的物質外，還用化學方法人工合成了一些類似激動素的物質。通常也統稱細胞分裂素。其中活性較強，也最常用的是6-芐基嘌呤。
