西红柿为深根性作物，根系由主根和侧根构成，起固定植株和供给地上部水分和营养的作用。番茄根系发达，分布广而深，且根的再生能力强，具有半耐旱作物的特征。盛果期主根入土达150厘米以上，展开幅度达250厘米左右。育苗移栽时，主根被切断，易产生大量侧根，并横向发展，大部分根群分布在30～50厘米的土层中。这种特性决定了番茄移植或定植时易缓苗，成活率高。
番茄在根茎或茎上，特别是茎节上很易发生不定根，不定根伸展生长很快，在良好的环境条件下，栽后4~5周可长达100厘米左右。番茄的主根在不受损害的情况下，能深入土壤1米多，横向直径可达2米多。但经过移栽，主根被截断，产生许多侧根，大多数侧根分布于30厘米左右的土层中。其根颈和茎上，特别是茎节上易生不定根，在良好的条件下，可以采用扦插繁殖。
番茄根系生长适宜的温度为20～22℃，低于5℃吸收受阻，高于30℃发育缓慢，根毛发生的温度范围为8～36℃。生产上早春大棚生产应注意提高地温促进根系发育，定植时间要重点考虑10cm地温在1周内稳定通过10℃；越夏栽培要注意取降低地温的措施防早衰，如热雨后要用井水过一遍。