A mesure que les découvertes de plantes nouvelles sont venues augmenter le nombre des espèces et des genres, faire connaître des affinités jusque-là ignorées, et que l'étude de plus en plus approfondie de l'organisation des végétaux a permis de mieux saisir leurs relations, les classifications ont dû varier et tenir compte de faits récemment acquis. La première méthode qui, après celle de A.-L. de Jussieu, marqua un progrès réel, fut proposée par Augustin Pyrame de Candolle (1778-1841), dans sa Théorie élémentaire de la Botanique (Paris, 1813), et modifiée par lui dans la seconde édition de ce même ouvrage en 1819. La particularité de cette classification réside dans la division des végétaux en vasculaires ou embryonés et en cellulaires ou inembryonés et dans la subdivision des vasculaires en exogènes et endogènes, distinction fondée sur une erreur anatomique de Daubenton et Desfontaines au sujet du mode de formation du bois des Dicotylédones et des Monocotylédones. 

F.-Th. Bartling dans son Ordines Plantarum (Goettingen, 1830, in-8) pensa pouvoir concilier les deux méthodes de Jussieu et de Candolle en créant des familles et des ordres nouveaux et en divisant les Monocotylédones en Chlamydoblastes (embryon couvert) et Gymnobiastes (embryon nu) et les Acotylédones en Homonémées (germes en filaments égaux) et Hétéronémées (germes en filaments inégaux). La même année, Lorenz Oken (1799-1851) divisait les végétaux en sept classes subdivisées en quatre ordres, chaque ordre en quatre tribus, et chaque tribu en quatre familles suivant le principe des pythagoriciens (Systema orbis vegetabilium, Greifswald, 1830, in-8). 

John Lindley (né en 1799), admit d'abord la méthode de Candolle, mais plus tard (The vegetable kingdom, Londres, 1845-1847), tenant compte de considérations nouvelles, il proposa une classification différente, comprenant sept classes, cinquante-six alliances ou groupes intermédiaires et trois cent trois familles.

Sous le nom de Rhizogènes, Lindley rangeait des plantes parasites sans chlorophylle; sous celui de Dictyogènes, il réunissait les Monocotylédones qui présentent dans leur port ou leurs feuilles une certaine analogie avec les Dicotylédones; enfin, il distingua les Gymnospermes sous le nom de Gymnogènes. Vers la même époque, Ach. Richard (1794-1852), introduisait dans la classification les termes nouveaux de tribus, pour grouper les familles, et de sous-familles pour rattacher les genres aberrants à un type nettement défini. 

Stephen Endlicher (1804-1849), dans un ouvrage d'une importance considérable, le Genera plantarum secundum ordines naturales disposita (Vienne, 1836-1840), dans lequel sont décrits 277 familles et 6895 genres, groupa les familles en 52 classes et ces classes furent, à leur tour, réunies en régions, sections et cohortes. Dans cette méthode, les végétaux sont partagés en deux grands groupes : 1° Thallophytes, 2° Cormophytes, suivant qu'ils sont dépourvus ou pourvus d'un axe et de feuilles. Les Thallophytes sont les Cryptogames inférieures; les Cormophytes sont à leur tour subdivisées en Acrobryés, comprenant les Cryptogames supérieures et quelques Phanérogames (Cycadées), en Amphibryés ou Monocotylédones et Acramphibryés Conifères, Gymnospermes; Apétales, Monochlamydées; Monopétales, Gamopétales, et Polypétales, Dialypétales.

La plus importante des méthodes naturelles proposées à la fin du XIX^e siècle est certainement celle qu'Adolphe Brongniart appliqua à la plantation nouvelle de l'École de Botanique au Muséum d'Histoire naturelle, en 1843, et qu'il publia dans son Énumération des genres de plantes cultivées au Muséum d'histoire naturelle de Paris (1850, in-8). Pour Brongniart, la série des plantes est ordonnée, elle va (en adoptant un ordre par complexité décroissante) des I. Phanérogames  et descend jusqu'aux II. Cryptogames et par des embranchements successifs comprenant des groupes de moindre importance ou classes au nombre de 68, qui enferment 296 familles. Le point principal de cette classification est la division des Phanérogames en deux embranchements : les Gymnospermes(Conifères, etc.) et les Angiospermes (Monocotylédones et Dicotylédones) qui sont aujourd'hui adoptés par les botanistes. 

Peu de temps après la publication de cette classification, Maurice Wilkomm (Anleitung zum Studium der wissenchaftichen Botanik, etc.; Leipzig, 1854, in-8), proposa dans chacune des deux grandes divisions du règne végétal (Sporophytes = Cryptogames et Spermatophytes = Phanérogames), des subdivisions parallèles Angiospores (Champignons, Lichens, Algues), et Gymnospores (Fougères, Equisétacées, etc.), pour la première; Angiospermes et Gymnospermes pour la seconde.

A la fin du XIX^e siècle, plusieurs autres méthodes luttaient pour la prépondérance dans la classification des végétaux et qui, malgré de nombreux points communs d'origine ou de conséquence, présentaient néanmoins certains côtés originaux destinés à éclairer les naturalistes sur la valeur des systèmes ou sur les rapports des groupes naturels. 

On mentionnera tout d'abord, le magistral ouvrage de G. Bentham et J. D. Hooker (Genera Plantarum, etc., 1862-1883), monument érigé avec une patience, une sagacité et une science remarquables. Dans cette méthode offrant des analogies avec celle de Candolle, les familles sont disposées en séries, moins naturelles, semble-t-il, que les groupes correspondants de Lindley, d'Endlicher ou de Brongniart. Enfin, ce n'est pas sans une certaine hésitation que les auteurs anglais ont conservé la division des Gymnospermes de Brongniart.

On peut, par les méthodes de Caruel et de Van Tieghem, se rendre compte des tendances à la fin du XIX^e siècle dans l'établissement d'une classification générale. Tandis que les caractères des groupes supérieurs sont surtout empruntés à l'une des fonctions importantes du végétal ou à une conséquence inévitable morphologique ou physiologique de son mode de vie, les caractères des groupes inférieurs sont d'ordre purement morphologique. Enfin, la connaissance de plus en plus approfondie de la physiologie et de la structure interne permettent de faire intervenir dans une classification des considérations multiples qui rendent les affinités plus étroites, les divergences plus profondes, mais qui montrent aussi l'extrême difficulté, pour ne pas dire l'impossibilité, d'établir jamais la classification fixe, c.-à-d. véritablement naturelle, dont, prisonniers de l'optimisme scientiste de leur siècle, les naturalistes croient à portée de main. 

L'évolution.
Il existait aussi une autre piste, prometteuse, élaborée tout au long du XIX^e siècle, et qui, elle, d'emblée se donnait comme un outil de classification naturelle des êtres vivants : c'est la théorie de l'évolution. De fait, la diffusion et l'adoption, par nombre croissant de naturalistes, des idées évolutionnistes et transformistes, auxquelles les travaux de Lamarck, Geoffroy Saint-Hilaire, Darwin, Haeckel, etc., ont donné une si grande impulsion et une si considérable portée, ne pouvaient d'ailleurs manquer de faire chercher très tôt une classification conforme aux principes de cette approche, c'est-à-dire envisageant la série des êtres vivants, non plus comme simplement analogues ou semblables, mais comme issus les uns des autres, en un mot, une classification généalogique. 

Les tentatives dans ce sens ont été nombreuses et les progrès incessants de la biologie, fécondée par ces idées nouvelles, continueront de guider les taxinomistes bien au-delà du XIX^e siècle.  Le premier "arbre botanique" ou "arbre généalogique des plantes" a été publié en 1801 par Augustin Augier dans son Essai d'une nouvelle classification des végétaux.

Cet arbre mérite son nom il a un tronc, des branches, des branchilles et des feuilles. Il se lit de bas en haut, même si l'échelle chronologique ne figure pas. L'arbre d'Augier illustre les relations entre les végétaux, les « rapports naturels », mais non la chronologie de leur production. Toutefois, il est permis de penser que cette chronologie est implicite. De bas en haut se succèdent diverses dichotomies et multifurcations sans connexion oblique. Le titre de l'ouvrage l'annonce fort éloquemment : cet arbre est « conforme à l'ordre que la Nature paraît avoir suivi dans le règne végétal ». Dans la droite ligne de A.-L. de Jussieu, Augier conçoit sa méthode comme une méthode naturelle de classification visant à expliquer les « rapports » entre les plantes. (Pascal Tassy, L'Arbre à remonter le temps, 1991-98).

Dès les premières années du XIX^e siècle, les études de botanique ont pris un tel développement, les progrès de cette science ont été si nombreux et si rapides qu'il faudrait un espace bien autrement considérable que celui dont nous disposons ici pour les exposer même résumés. Nous nous bornerons maintenant à indiquer les points saillants des progrès de la botanique.

En botanique descriptive, on ne s'est pas contenté de rechercher la meilleure méthode de classification, ni de décrire le plus grand nombre de plantes possible, on s'est aussi attaché à réunir en un ensemble les faits épars dans les livres et les recueils de jour en jour plus nombreux. Dès 1818, A.- P. de Candolle publia le premier volume d'un vaste recueil où toutes les plantes connues furent décrites et rangées méthodiquement par divers  botanistes des plus éminents (Prodromus Regni vegetabilis, Paris et Genève, 1818 , 17 vol. in-8, continué plus tard par C. de Candolle sur le même plan). L'influence de cet ouvrage, remarquable par la simplicité de son ordre, la netteté de ses descriptions, l'agencement typographique, aura été considérable. Malheureusement, après l'apparition du premier volume, bien des plantes nouvelles ont été découvertes et décrites de telle sorte que cet ouvrage a rapidement vieilli. Pour remédier à cet inconvénient on a, par la suite, publié des révisions des espèces; citons simplement les Annales et le Répertoire de Walpers, le Nomenclator de Steudel et celui de Pfeiffer. D'autres ouvrages généraux méritent d'être cités; ce sont le Genera et l'Enchiridion d'Endlicher, collection importante et inépuisable de faits botaniques, le Règne végétal de Spach dans les Suites à Buffon, le Genera de Bentham et Hooker, l'Histoire des Plantes de Henri Baillon, ouvrage d'une haute valeur et d'une grande portée, qui place son auteur au premier rang des botanistes, le Traité élémentaire de Botanique de Le Maout et Decaisne, qui par ses nombreuses figures a rendu d'éminents services; enfin les Familles des Plantes de Engler avec la collaboration de divers botanistes allemands, etc. 

C'est à dessein, que nous ne parlerons pas ici des progrès accomplis au long du XIX^e siècle en physiologie et organographie végétales. Outre que l'espace nous fait défaut, nous ne pourrions rester que dans des généralités parfois bien insuffisantes. Disons simplement que, dans les dernières années du siècle surtout, la botanique ayant profité des découvertes faites dans les autres sciences, zoologie, géologie, physique,. chimie, mécanique, mathématique, géographie, a singulièrement étendu son champ d'études et donné à leur résultat à la fois une précision et une généralité qui ont à jamais consacré l'importance et la fixité de cette science. (P. Maury).