Sự nảy mầm của hạt là quá trình mà phôi hạt sẽ phát triển thành một cây con. Nó có liên quan đến sự tái kích hoạt quá trình trao đổi chất, dẫn đến sự phát triển và xuất hiện rễ mầm với chồi mầm. Sự xuất hiện của cây con trên mặt đất là giai đoạn tiếp theo trong sự phát triển của thực vật và được gọi là sự hình thành cây con.[32]

Ba điều kiện cơ bản phải tồn tại trước khi sự nảy mầm có thể xảy ra: (1) Phôi phải còn sống, hay còn gọi là "khả năng sống của hạt". (2) Bất kỳ trạng thái tiềm sinh nào cũng phải được vượt qua. (3) Điều kiện môi trường phù hợp phải tồn tại cho sự nảy mầm.

Khả năng sống của hạt là khả năng để phôi nảy mầm và bị ảnh hưởng bởi một vài điều kiện khác nhau. Vài loại thực vật cho ra hạt với phôi không có đủ chức năng, hoặc không phải hạt nào cũng có phôi, hay còn gọi là hạt rỗng. Các loài động vật hoặc nguồn bệnh có thể gây thương tổn hoặc làm chết hạt khi vẫn còn ở trong quả hoặc sau khi phân tán. Các điều kiện môi trường như lũ lụt hoặc nhiệt độ cao cũng có thể làm chết hạt trước hoặc trong khi nảy mầm. Tuổi của hạt ảnh hưởng đến sức khỏe và khả năng nảy mầm. Bởi vì hạt có mô sống, các tế bào quá tuổi sẽ chết và không được thay thế. Vài loại hạt có thể sống một thời gian dài trước khi nảy mầm, trong khi những loại khác chỉ có thể tồn tại một thời gian ngắn sau khi phân tán trước khi chết.

Sức sống của hạt là thước đo chất lượng của hạt, và có liên quan đến khả năng sống của hạt, tỉ lệ nảy mầm, tốc độ nảy mầm, và sức khỏe của cây con.[33] Tỉ lệ nảy mầm chỉ đơn giản là lượng hạt nảy mầm trong tất cả các hạt dưới điều kiện tốt để phát triển. Tốc độ nảy mầm là khoảng thời gian cần thiết để hạt nảy mầm. Tỉ lệ nảy mầm và tốc độ nảy mầm bị ảnh hưởng bởi khả năng sống của hạt, còn trạng thái tiềm sinh và điều kiện môi trường ảnh hưởng trực tiếp đến hạt và cây con. Trong nông nghiệp và làm vườn, các hạt có chất lượng thường có sức sống cao, được tính toán bởi tỉ lệ nảy mầm và tốc độc nảy mầm. Kết quả này dựa trên phần trăm số hạt nảy mầm trong một khoảng thời gian nhất định, ví dụ như 90% số hạt nảy mầm trong 20 ngày. Tình trạng tiềm sinh cũng vậy, nhiều loại thực vật cho hạt với mức độ tiềm sinh khác nhau, và các hạt trong cùng một quả cũng khác nhau về điều này.[34] Ta có thể thu được hạt không tiềm sinh nếu chúng phân tán ngay và không bị làm khô (nếu hạt khô chúng sẽ rơi vào trạng thái tiềm sinh sinh lý). Sự đa dạng giữa các loài thực vật là rất lớn và hạt tiềm sinh vẫn có thể sống được ngay cả khi tỉ lệ nảy mầm là rất thấp.

Những điều kiện môi trường ảnh hưởng đến sự nảy mầm của hạt bao gồm: nước, oxy, nhiệt độ và ánh sáng. Ba giai đoạn riêng biệt của sự nảy mầm là: giai đoạn hấp thụ nước, giai đoạn trì hoãn, giai đoạn nhú rễ mầm.

Để tách được lớp áo hạt ra, phôi phải hấp thu nước được (ngâm trong nước), và phôi sẽ phù lên, tách được lớp áo hạt. Tuy nhiên, bản chất của áo hạt sẽ quyết định thời gian mà nước có thể được hấp thu vào hạt và sau đó mới bắt đầu sự nảy mầm. Tốc độ hấp thu nước phụ thuộc vào tính thẩm thấu của phần áo hạt, lượng nước trong môi trường và diện tích tiếp xúc với nước của hạt. Với một số loại hạt, hấp thu nước quá nhiều và quá nhanh có thể làm chết hạt. Còn với vài loại hạt khác, một khi nước đã thấm vào, thì quá trình nảy mầm sẽ không thể dừng lại được, do đó nếu làm khô hạt vào thời điểm đó sẽ rất nguy hiểm. Có loại hạt có thể hấp thụ và mất nước vài lần vẫn không bị ảnh hưởng, nhưng nếu bị làm khô có thể rơi vào trạng thái tiềm sinh thứ cấp.

Nảy mầm bắt buộc

Một vài cách được những nhà làm vườn sử dụng để phá vỡ trạng thái tiềm sinh của hạt. Rạch nông (Scarification) là rạch một vết nhỏ để cho nước và khí xâm nhập vào hạt, bao gồm các phương pháp thủ công để phá vỡ lớp áo hạt hoặc làm mềm bằng hóa chất, chẳng hạn như ngâm trong nước nóng, đục một lỗ nhỏ bằng cái ghim, chà xát bằng giấy nhám hoặc ép bằng búa. Ngâm hạt trong dung môi hoặc axit có thể ảnh hưởng nhiều đến hạt. Đôi khi quả được thu hoạch trong khi hạt vẫn còn non và phần áo hạt vẫn chưa phát triển đầy đủ và lại gieo hạt ngay trước khi lớp áo hạt trở nên chống thấm nước. Dưới những điều kiện tự nhiên, lớp áo hạt bị bục dần do các loài gặm nhấm, bị chà xát vào sỏi đá (do bị gió hoặc nước cuốn đi), trải qua quá trình đóng băng và tan, hoặc đi qua hệ tiêu hóa của động vật. Trong trường hợp này, lớp áo hạt bảo vệ hạt không bị tiêu hóa, nhưng cũng bị mòn dần, vì thế hạt có thể nảy mầm khị bị thải ra ngoài. Các loài vi sinh vật cũng có hiệu quả trong việc phá vỡ lớp áo hạt và đôi lúc được sử dụng; hạt được trữ ở một chỗ có cát ấm và ẩm trong vài tháng dưới những điều kiện thích hợp.

Sự phân tầng (Stratification), hay còn gọi là quá trình ẩm-lạnh, sẽ phá vỡ trạng thái tiềm sinh sinh lý của hạt. Độ ẩm của hạt sẽ được gia tăng để hạt có thể hấp thu nước, và hạt sẽ chịu một khoảng thời gian trong điều kiện ẩm–lạnh cho đến sau khi phôi chín. Gieo hạt vào thời điểm cuối mùa hè và mùa thu và để cho đến hết mùa đông với điều kiện mát mẻ bên ngoài là một cách hiệu quả để phân tầng hạt. Vài loại hạt phản ứng một cách thuận lợi với những khoảng thời gian dao động nhiệt độ như thế này, tương tự như ngoài tự nhiên.

Ngâm chiết (Leaching) hay ngâm trong nước để loại bỏ các hóa chất ức chế nảy mầm ở vài loại hạt giống. Trong tự nhiên, mưa và tuyết tan sẽ làm điều này. Vì hạt được gieo trong vườn, sử dụng nước là phương pháp tốt nhất. Nếu ngâm trong một vật chứa thì khoảng 12–24 giờ là đủ. Càng ngâm lâu, đặc biệt là trong nước tù thì có thể gây thiếu oxy và làm chết hạt. Hạt với lớp áo hạt cứng cò thể được ngâm trong nước nóng để phá vỡ lớp tế bào chống thấm nước.

Những cách khác để hỗ trợ sự nảy mầm của những hạt có trạng thái tiềm sinh bao gồm: làm lạnh sơ bộ, làm khô sơ bộ, thay đổi nhiệt độ hàng ngày, tiếp xúc với ánh sáng, Kali nitrat, sử dụng các chất điều hòa phát triển hạt như giberela, cytokinin, ethylen, thiourea, natri hypoclorit và những chất khác.[35] Vài loại hạt nảy mầm tốt nhất sau một trận cháy, do lửa làm mất lớp áo hạt. Tiềm sinh hóa học cũng bị phá vỡ bởi khói ở một số hạt. Khói dạng lỏng cũng được các nhà làm vườn sử dụng để hỗ trợ nảy mầm.[36]

Hạt không thể nảy mầm

Hạt có thể trở nên không thể nảy mầm được vì vài lý do: không được chiếu sáng, không được thụ phấn, tế bào quá già hoặc vì mục đích nhân giống.