叶片上表皮气孔少下表皮多，因为阳光直射时上表皮水分蒸发快，气孔多容易失水。下表皮背阴处气孔多，既能吸收二氧化碳进行光合作用，又能通过开闭调节水分流失。例如玉米叶上表皮气孔仅占全叶的12%，下表皮占70%。这种结构是植物长期适应阳光直射和水分平衡的结果，就像穿衣服时前面少扣扣子后面多扣，既能防晒又能保暖。

研究发现，上表皮气孔少是因为阳光直射导致温度升高，气孔开大时会加速水分蒸发。而背阴的下表皮温度较低，气孔开闭更灵活。具体数据表明，在强光下上表皮气孔开度仅0.1毫米，下表皮可达0.3毫米。保卫细胞在高温时通过失水关闭气孔，这种机制能减少30%的水分流失。例如水稻叶在正午时上表皮气孔全部关闭，下表皮仍保持40%的开孔率。这种差异是植物叶片在进化中形成的最佳平衡点，就像给叶片穿上了防晒衣和透气内衬。