Растения томата имеют травянистый прямостоячий или раскидистый стебель и по общему габитусу отличаются от других пасленовых культур. Куст состоит из главного стебля высотой 120—200 см в открытом грунте, в теплицах — до 5 м, на котором расположены непарноперистые листья. В пазухах листьев образуются боковые побеги (пасынки). После формирования 5—14 листьев на главном стебле появляется соцветие, а из верхней боковой почки — побег, продолжающий рост растения. Побеги растут непрерывно. Такой особенностью обладают сорта томата с индетерминантным типом куста (с неограниченным ростом). У сортов с детерминантным типом куста (с ограниченным ростом) побеги заканчиваются цветочной кистью.
Цветки томата собраны в простую или сложную кисть. Они желтые, пятерного типа у мелкоплодных сортов и фасциированные, с большим количеством лепестков — у крупноплодных сортов. Растения в основном самоопылители. При наличии рядом растений разных сортов возможно переопыление. Цветение и плодообразование, как и других пасленовых культур, продолжаются в течение большей части вегетационного периода, поэтому у томата потенциальные возможности высокой продуктивности и урожайности, особенно при сочетании благоприятных внешних условий и приемов агротехники. На одном растении могут образовываться сотни плодов, дающие урожай в несколько десятков килограммов. Плод томата — сложная ягода, двух-, четырех- или многогнездная.
При рассадной культуре корневая система сильно разветвлена и располагается в основном в верхнем слое почвы, глубиной до 50 см. Растения, выращиваемые безрассадным способом, развивают стержневую корневую систему, проникающую на глубину до 1,5—2 м. Корни (как и стебли) отличаются более высокой регенерационной способностью, чем у других овощных пасленовых. Основная масса корней (90%) располагается в активном слое почвы — 50 см, что необходимо учитывать, определяя глубину увлажнения и поливные нормы при искусственном орошении.
Тропическое происхождение обусловило высокую требовательность томата к теплу. При посеве во влажную почву семена начинают прорастать при температуре 10—12 °С. Оптимальная для прорастания семян температура 25—30 °С, для роста и развития растений 22±7°С. При температуре ниже 15°С растения не цветут, а ниже 8°С прекращают рост.
Растения предъявляют высокие требования к интенсивности света на протяжении всего вегетационного периода. Длина светового дня должна быть не менее 12 ч. По данным многих авторов, положительное влияние на развитие растений 12-часовой день оказывает только в течение 20—30 дней от всходов, в последующем более интенсивно сухое вещество накапливается при 14—18-часовом световом дне.
Требовательность растений к влажности почвы и потребление ими воды подвержены значительным изменениям в разные фазы рост и развития. Семена обладают высокой водопоглотительной способностью. Для набухания им необходимо 325—364% воды от воздушно-сухой массы самих семян. В связи с этим хорошие всходы получают при влажности верхнего слоя почвы не менее 70% НВ. Высока требовательность томата к влажности почвы в период высадки рассады. На протяжении вегетационного периода влажность в активном слое почвы не должна быть ниже 80—70% НВ. Для роста, оплодотворения и плодоношения благоприятна сравнительно невысокая влажность воздуха — 45—60%.
Изучение минерального питания томата показало, что потребность в элементах почвенного питания на разных фазах развития изменяется в зависимости от интенсивности нарастания массы отдельных органов и изменения с возрастом их минерального состава. Молодые растения потребляют в 3—5 раз больше минеральных веществ, чем взрослые, поэтому для выращивания рассады применяют богатую питательную смесь. В такую смесь вносят фосфорные удобрения, так как для проростков томата фосфор является первым, а азот вторым элементом по важности влияния на рост и развитие растений.
После высадки рассады в грунт, в период разрастания листьев усиливается поглощение азота. К началу завязывания плодов содержание азота в растениях преобладает над содержанием калия. В дальнейшем при усилении роста плодов в общей сумме усваиваемых элементов начинает преобладать калий.
Налив плодов происходит в основном за счет элементов питания, накопленных ранее вегетативными органами, поэтому очень важно обеспечить растения всеми элементами питания в первой половине вегетационного периода для формирования больших размеров вегетативной массы.
Томат требователен к условиям почвенного питания и относится к группе овощных культур со средним выносом основных элементов питания.
Томат может произрастать на самых разнообразных почвах. Рекомендуется размещать его на почвах с высоким плодородием, хорошей структурой и со слабокислой (pH 6,5—6) реакцией почвенного раствора. Лучшие результаты получают на черноземах и незатопляемых или рано освобождаемых от полой воды поймах рек. Хорошие урожаи можно также получать на супесчаных и суглинистых почвах при внесении необходимых удобрений и соблюдении агротехники. На тяжелых глинистых почвах томат растет плохо.