Die Koleoptile ist ein Hohlorgan mit steifen Wänden, das das junge Pflänzchen umgibt und die Hauptquelle der gravitropischen Reaktion darstellt. Sie ist kurzlebig, so dass sie nach dem Austreiben des Sprosses schnell abstirbt. Dieser Prozess ähnelt der Bildung des Aerenchyms in Wurzeln und anderen Teilen der Pflanze. Die Koleoptile erscheint zunächst gelblich-weiß aus einem durchtränkten Samen, bevor sie am nächsten Tag Chlorophyll entwickelt. Am siebten Tag ist sie aufgrund des programmierten Zelltods verwelkt. Die Koleoptile wächst und produziert nur am ersten Tag Chlorophyll, danach erfolgt der Abbau und ein durch das Wasserpotenzial bedingtes Wachstum. Die beiden Leitbündel sind in Längsrichtung parallel zueinander angeordnet, wobei sich senkrecht dazu ein Riss bildet. Grüne Mesophyllzellen mit Chlorophyll befinden sich 2 bis 3 Zellschichten von der Epidermis entfernt im äußeren Bereich des Risses, während überall sonst nicht-grüne Zellen vorhanden sind. Der innere Bereich enthält Zellen mit großen Amyloplasten, die die Keimung unterstützen, sowie die innersten Zellen, die absterben und ein Aerenchym bilden.
Die Länge der Koleoptile kann in einen irreversiblen Anteil, die Länge bei Turgordruck 0, und einen reversiblen Anteil, das elastische Schrumpfen, unterteilt werden. Die durch weißes Licht induzierten Veränderungen erhöhen das Wasserpotenzial in den Epidermiszellen und verringern den osmotischen Druck, was zu einer Zunahme der Länge der Koleoptile führt. Das Vorhandensein der sich ausdehnenden Koleoptile hat auch gezeigt, dass sie die sich entwickelnden Gewebe im Keimling als hydrostatische Röhre unterstützt, bevor sie durch die Spitze der Koleoptile auftaucht.
Aus dem Koleoptilknoten entspringen zunächst Adventivwurzeln, die die Samenwurzel vom Volumen her schnell überholen. Diese Wurzeln sind nicht nur zahlreicher, sondern auch dicker (.3-.7mm) als die Samenwurzel (.2-.4mm). Diese Wurzeln wachsen bei niedrigen Temperaturen schneller als die Sprossen und bei hohen Temperaturen langsamer.