水稻根系属于须根系。根据发生的先后和部位不同，可分为种子根（胚根）和节根（不定根、冠根）两种。
种子根分为初生胚根和次生胚根，初生胚根为1条，直接由胚的胚根长成，次生胚根为1～4条，由中胚轴上长出（只在深播或化学药剂处理时才发生）。种子根垂直向下生长，作用是吸收水分、支持幼苗，一般待节根形成后即萎枯。
节根是从植株基部茎节（包括
分蘖节）上长出的不定根，数目甚多，是水稻根系的主要部分，因其环生于节部，形似“冠”状，故又称冠根。节根按着生位置可分为上位根和下位根。上位根较细较短，一般横向或斜向伸长，分布于土壤的上层和中层。下位根较粗较长，多分布于土壤中层或斜下层。随着分蘖的增加，根群也逐渐发展，可以有多级分枝。直接由茎节上伸出的称一级根，自一级根伸出的称二级根，依次可以生出六级根。一般老根呈褐色，新根呈白色，新根近根尖部分生有根毛，级次越高则根毛越少，六级根不生根毛。土壤疏松或通气性好时，根毛较多，长期淹水或氧气缺乏时根毛很少甚至没有，分枝根的级数和数量也少。
水稻根系的分布，在不同生育时期不同。在分蘖期，一级根大量发生，但分布较浅，多数在0～20厘米土层内横向扩展呈扁椭圆形；在拔节期，分枝根大量发生，并向纵深发展，至抽穗期，根系转变为倒卵圆形，横向幅度达40厘米，深度达50厘米以上；在开花期，根部不再继续伸展，活动能力逐渐减退；接近成熟期时，根系吸收养分的能力几乎完全停止，这时所需的养分全靠植株体内的养分转移维持。从总体上看，水稻根系主要分布在0～20厘米土层中，约占总根量的90%。从全生育期看，水稻在抽穗期根量达最大值。