Hạn sinh lý là hiện tượng cây ở trong điều kiện dư thừa nước nhưng vẫn bị héo. Cây thường không sử dụng được dạng nước liên kết chặt với các keo đất, khi đó nó bị hạn khi trong đất vẫn còn nước. Hạn sinh lý xảy ra do trạng thái sinh lý của cây không cho phép cây hút được nước mặc dù trong môi trường không thiếu nước. Rễ cây không lấy được nước trong khi quá trình bay hơi nước vẫn diễn ra nên cây mất cân bằng nước.
Ví dụ:
Khi đất yếm khí, rễ cây thiếu oxy để hô hấp nên không có không có năng lượng cho hút nước;
hoặc khi nồng độ muối trong đất quá cao vượt quá nồng độ dịch bào của rễ làm rễ cây không hút nước được,
hay trường hợp nhiệt độ của đất quá thấp cũng xảy ra hạn sinh lý…
Hạn sinh lý kéo dài cũng tác hại như hạn đất và hạn không khí. Nếu hạn đất kết hợp với hạn không khí thì mức độ tác hại đối với cây tăng lên rất nhiều lần.
