Komórki mezofilne w liściach roślin odgrywają istotną rolę w procesie fotosyntezy, umożliwiając wymianę gazu w procesie, a także poprzez działanie ich wyspecjalizowanych organelli zawierających chlorofil, zwanych chloroplastami, w których pierwotne reakcje fotosyntezy miejsce. Ponieważ otoczone są międzykomórkowymi kieszeniami powietrznymi, komórki mezofilu są w stanie przeprowadzić wymianę gazową, gdy otwory szparkowe w naskórku liścia są otwarte. Greckie określenie "mezofil" oznacza "środkowy liść" i odzwierciedla położenie komórek mezofilnych pomiędzy cieńszą i znacznie sztywniejszą górną i dolną warstwą naskórka liścia.
Komórki mezofilne tworzą tak zwaną tkankę asymilacyjną rośliny, która odnosi się do pierwotnej lokalizacji reakcji fotosyntezy. W większości roślin kwitnących i paprociach tkanka mezofilna składa się z dwóch warstw: warstwy palisadowej i warstwy gąbczastej. Warstwa palisadowa znajduje się bezpośrednio pod górną warstwą nabłonkową lub adypio- nową i zawiera pionowo wydłużone komórki mezofilowe. Komórki w tej warstwie zawierają większą liczbę chloroplastów. Te komórki mezofilu mają również między sobą przestrzenie powietrzne, które umożliwiają komórkom absorpcję dwutlenku węgla.
Gąbczasta warstwa komórek mezofilnych znajduje się pod warstwą palisady i zawiera większe przestrzenie powietrzne, które umożliwiają dyfuzję dwutlenku węgla i tlenu przez ściany komórkowe podczas fotosyntezy i oddychania. Aby umożliwić wymianę gazów do i z rośliny, pory szparkowe w naskórku prowadzą do komór podskórnych, które łączą się z międzykomórkowymi kieszeniami powietrznymi między komórkami mezofilu w warstwie gąbczastej.
