ksilem (njem. Xylem < grč. ξύλον, ksýlon: drvo), skupni naziv za sustav cjevastih snopića u provodnim žilama viših vaskularnih biljaka (→ žile, biljne žile). To je biljno provodno tkivo koje omogućuje prijenos vode, mineralnih tvari i nekih topljivih hranjivih spojeva iz korijena prema nadzemnim dijelovima biljke (ponajprije listovima), za razliku od floema, koji služi provođenju asimilata, proizvedenih fotosintezom u listovima, u suprotnome smjeru. Osim prijenosa, ksilem ima važnu mehaničku ulogu jer pruža potporu biljci i omogućuje joj stabilnost. Sastoji se od više tipova stanica koje su prilagođene provođenju vode i čvrstoći. Građen je od provodnih elemenata (→ traheje i traheide), ksilemskih parenhimskih i mehaničkih stanica (vlakanaca). Traheje i traheide osnovne su provodne komponente ksilema; u evolucijski starijih biljaka, poput papratnjača i golosjemenjača, glavni su provodni elementi traheide, dok su u odvedenijih skupina, poput kritosjemenjača, dominantne traheje. Ksilemske parenhimske stanice sudjeluju, uz provodne elemente, u skladištenju rezervnih tvari (poput škroba), te pridonose održavanju fizioloških procesa u biljci. Mehanička vlakanca, s odrvenjelim staničnim stijenkama, pružaju dodatnu čvrstoću tkivu i osiguravaju otpornost biljke na gravitacijska i vanjska mehanička opterećenja. Razlikuju se dvije osnovne vrste ksilema: primarni, koji se razvija iz prokambija tijekom rasta biljke, te sekundarni, koji nastaje iz kambija, u drvenastih biljaka tijekom sekundarnog debljanja stabljike. Sekundarni ksilem čini veći dio drvne mase drvenastih biljaka, gdje se prepoznaju godovi – koncentrični prsteni nastali zbog promjena u brzini rasta tijekom jedne vegetacijske sezone.
Ksilemom se voda transportira od korijena do listova. Taj put u nekih biljnih vrsta (primjerice sekvoje tj. mamutovca) može biti dulji i od 100 m. Tok tekućine kroz ksilem odvija se pasivno zahvaljujući privlačnim silama (poput kohezije i adhezije), bez utroška metaboličke energije biljke. Zbog malog promjera provodnih elemenata, kombinacija površinske napetosti (uzrokovana kohezijom unutar tekućine) i adhezivnih sila između tekućine i stijenke stanica ksilema potiče kapilarno dizanje tekućine. Tok vode od korijena do lišća primarno je vođen razlikama u potencijalu vode, a djelomično i kapilarnim djelovanjem. Stanice mezofila lista nalaze se ispod puči (kada su one otvorene), u izravnom kontaktu s okolnom atmosferom. Ukoliko je potencijal vode u okolnome zraku niži od potencijala vode na granici prema zraku (primjerice u površinskome sloju lista u puči), vodena će para putovati niz gradijent i kretati se iz površina lista koje graniče sa zrakom u atmosferu. Takvo kretanje smanjuje potencijal vode u graničnome sloju zraka uz list i uzrokuje isparavanje tekuće vode sa stijenki stanica mezofila. Isparavanje vode s površine staničnih stijenki mezofilnog staničja lista izaziva povlačenje vode dublje u međustanične prostore, gdje se stvaraju zakrivljenja površine vode na dodirnoj površini sa zrakom (menisk), te se povećava napetost. Zbog kohezivnih svojstava vode, napetost se širi stanicom lista, do ksilema lista i stabljike, stvarajući negativan tlak koji potiče uspinjanje vode prema vrhovima biljke. Taj je proces (tzv. transpiracijski tok ili usis), ključan za održavanje hidratacije biljnih tkiva i hlađenje biljke tijekom isparavanja vode.
