As células mesofílicas em uma folha de planta desempenham um papel vital na fotossíntese, permitindo a porção de troca gasosa do processo e através das ações de suas organelas contendo clorofila especializadas, chamadas cloroplastos, nas quais ocorrem as reações fotossintéticas primárias ocorrem. Por serem circundadas por bolsas de ar intercelulares, as células mesófilas são capazes de realizar uma troca gasosa quando os poros estomáticos da epiderme da folha se abrem. O termo grego "mesofilo" significa "folha do meio" e reflete a localização das células do mesofilo entre as camadas epidérmicas superiores e inferiores, mais finas e muito mais rígidas.
As células do mesofilo constituem o que é conhecido como tecido de assimilação das plantas, que se refere à localização primária das reações fotossintéticas. Na maioria das plantas com flores e nas samambaias, o tecido mesofílico é composto por duas camadas: a camada paliçada e a camada esponjosa. A camada em paliçada encontra-se diretamente abaixo da camada epidérmica superior ou adaxial e contém células mesofílicas alongadas verticalmente. As células desta camada contêm um maior número de cloroplastos. Essas células mesofílicas também têm espaços de ar entre elas que possibilitam que as células absorvam dióxido de carbono.
A camada esponjosa de células mesofílicas fica abaixo da camada paliçada e contém espaços de ar maiores que permitem que o dióxido de carbono e o oxigênio se difundam através das paredes celulares durante a fotossíntese e a respiração. Para permitir a troca de gases dentro e fora da planta, os poros estomáticos na epiderme levam às câmaras subestomáticas, que se conectam às bolsas de ar intercelulares entre as células do mesofilo na camada esponjosa.
