La tomate cultivée, Solanum lycopersicum L. (ex Lycopersicon esculentum), appartient donc à la famille des solanacées. C'est une espèce diploïde, avec 2n = 24 chromosomes, chez laquelle il existe de très nombreux mutants monogéniques dont certains sont très importants pour la sélection.

• Deux modes de croissance

La variété « Marglobe », prise comme référence par les sélectionneurs, a une morphologie représentative des variétés cultivées avec une seule tige tuteurée et disposant d'une croissance indéterminée. Après germination et apparition de deux cotylédons, la tige se développe et 6 à 9 feuilles alternées sont produites avant l'apparition d'une inflorescence portant 5 à 12 fleurs. Par la suite, 3 nouvelles feuilles se formeront avant une nouvelle inflorescence. La croissance continue ainsi par séries (sympodes) de 3 feuilles et d'une inflorescence. Ce type de croissance est appelé « croissance sympodiale ».

Des ramifications partent de l'aisselle de chaque feuille. Celles-ci sont également à croissance indéterminée. En culture à tige unique, elles sont manuellement supprimées au cours de la taille.

Une mutation spontanée apparue en Floride en 1914, entraînant un mode de croissance déterminée, a été rapidement exploitée. Il s'agit d'une mutation récessive dénommée « self pruning » qui a pour symbole génétique « sp ». Les plantes à croissance déterminée présentent un empilement de sympodes allant de deux à cinq selon le matériel végétal dans lequel se trouve l'allèle « sp ». Le nombre de feuilles par sympode est de trois, puis se réduit à deux, puis une feuille. La tige principale et les ramifications latérales se terminent par une inflorescence. La plante est d'envergure limitée, elle s'arrête rapidement de croître. Les variétés à croissance déterminée sont principalement utilisées pour les cultures destinées à la récolte mécanique pour la transformation industrielle.

• Morphologie

Les feuilles sont imparipennées avec des folioles plus ou moins dentées. Il existe des variétés à feuilles très peu découpées et à bord non denté que l'on désigne comme variétés « à feuilles de pomme de terre ». Ce caractère, monogénique récessif, est contrôlé par l'allèle « c ».

Les fleurs des variétés cultivées sont groupées en inflorescences simples ou ramifiées. Leur nombre est variable, allant de 5 à 12. La fleur est constituée de 5 à 8 sépales, 5 à 8 pétales, 5 à 8 étamines et d'un ovaire comprenant 2 à 10 carpelles. Les étamines sont soudées en un cône qui entoure le pistil, c'est-à-dire l'ovaire, le style et le stigmate. Chaque étamine libère le pollen qu'elle renferme par une fente longitudinale se trouvant à l'intérieur du cône staminal ; en d'autres termes, il s'agit d'une déhiscence introrse des étamines. Le pollen est reçu par le stigmate qui se trouve à l'intérieur, à l'extrémité, du cône d'étamines. Les grains de pollen germent sur le stigmate, et leur tube pollinique pénètre le style jusqu'à l'ovaire, puis les ovules qui s'y trouvent en nombres très variables selon le type variétal. Les ovules ainsi fécondés forment les graines.

Les fruits de tomate, charnus et tendres, sont en fait des baies. Selon la variété, leur taille, leur couleur et leur consistance sont très différentes. Il en est de même pour leur forme, et leur poids qui peut varier de quelques dizaines de grammes à plus d'un kilogramme. Leur couleur, vert plus ou moins foncé avant maturité, évolue durant cette dernière vers diverses teintes en fonction des cultivars : crème, jaune, orange, rose, rouge ou brun. Quelques rares variétés sont zébrées.

Le cycle de la tomate, de la graine à la graine, varie de trois mois et demi à quatre mois selon la variété et les conditions du milieu. Du semis de la graine à la floraison, il s'écoule six à huit semaines, et sept à huit de la floraison à la maturation du fruit avec formation des graines.