一、生命週期與年週期
牡丹在其整個生命（活）過程中，具有兩個週期性的變化。一個是生命週期的變化；另一個是年週期的變化。
牡丹生命週期的變化也象其它高等植物一樣，具有階段性。生命始於胚的形成，而終於植株的死亡。中間需經過胚胎（種籽成芽）階段、幼年階段、弱年階段、壯年階段和老年階段。胚胎階段開始於胚的形成，止於種籽發芽，中間需經過0～10℃的低温60～90天；幼年階段由種籽發芽到實生苗生長第二年，此階段地下根生長快而明顯，地上部分生長緩慢，僅生出3～5片小葉；弱苗階段從實生苗生長第三年開始到開花，中間需要經過2～3年，此階段地上地下生長迅速，根部變粗變長，地上開始莖並開花結籽，較肥沃的地塊可進入開花結籽的盛期，根部生長充實，皮厚粉足，丹皮酚含量最高，可收刨牡丹根加工入藥；壯年階段從實生苗開始開花到茂，花大色豔，樹姿優美，是最佳觀賞時期；老年階段開始於生長髮育的第15年，即所謂，“牡丹籽生者，二年曰幼，四年曰弱，六年曰壯，八年曰強。”“分栽者，一年曰弱，二年曰強，八年曰艾，十二年曰耆，十五年日老。”但是，牡丹生長開花15年後，並不意味着牡丹整個生命週期快結束了，而是説它的旺盛開花從而轉弱了。如果花農能細心培育、加強管理，牡丹生長四、五十年乃至百年以上也是常有的。
1962年在泰山紅門東側院內，就有一株七、八十年以上的老牡丹，株高114釐米，幹粗3～3.5釐米，仍年年開花；河南省洛陽衞坡鄉衞族祠堂院內有“洛陽紅”一株，高190釐米，幹粗20釐米，據説已有二百餘年了；山東省菏澤牡丹趙樓村西南石坊前（用石柱建成的陵門）有兩株二百多年生的“脂紅”品種，當地稱“牡丹王”株高丈餘，樹冠近兩丈，幹粗4～5寸，枝葉茂盛，生長正常，開花數百朵。夏季人們能在下面乘涼，兒童能在樹幹上玩耍。此外，北京故宮博物院後花園、中山花園等處所培養的牡丹老株，其栽培歷史也多在六、七十年以上。
牡丹週期的變化，根據它的活動規律顯然可以分為兩個不同時期，即生長髮育期（包括生殖）與相對休眠期。生長髮育期即從每年春季2月間鱗芽萌動開始到10月底葉片枯落為止；相對休眠期則從枯葉時起到翌春芽萌動為止。
我國中原地區（菏澤）的花農，習慣把牡丹從開春萌發至秋末落葉休眠的生長髮育年週期，細分為十三個時期。
（1）萌動期
我國中原地區的二月中下旬，在平均氣温穩定在3～5℃時，越冬鱗芽開始膨大，並逐漸綻裂。
（2）發芽期
三月上旬，氣温達6～8℃，鱗芽尖端漲裂，俗稱“蚊子咀”，露出鱗芽，俗稱“螞蜂翅”。花芽則可看見花蕾尖，多呈土紅、黃綠、暗紫等色。
（3）新枝伸長期
三月中旬，氣温達10℃左右，花蕾長出鱗片包，莖上葉序基本形成，花蕾直徑1釐米左右，幼枝長3釐米左右。
（4）幼蕾期
三月下旬，當年新枝長至10釐米，葉片葉柄緊靠新枝並隨莖直立生長，並逐漸展開。花蕾直徑一般在1.5～2.0釐米之間，和“小風鈴”大小相似，傳統稱為“小風鈴期”；在此期間，氣候常忽冷忽熱，變化異常，有些不抗寒的品種，易愛凍害，花蕾停止生長或發育不良，出現只長雄、雌蕊而無花瓣的異常現象。
（5）展葉期
四月上旬，當年新枝長至15釐米左右，葉柄離開新枝斜伸，葉片平展，由暗紅轉為綠色帶紫暈；花蕾（除短頸品種外）高於葉面之上，直徑一般為2～2.5釐米，內部組織器官發育已經完成。
（6）圓蕾透色期
大風鈴期後5～7天，花蕾已基本發育成熟，圓滿硬實如桃形，萼片下垂，並逐漸完成着色過程，從花蕾頂端可看出花的顏色。這時當年新枝長勢極慢，達到20釐米左右後，一般不在伸長。
（7）開花期
四月中下旬，“穀雨”前後，氣温穩定在17～22℃時，花蕾泛暄（發軟）綻開，至花瓣的凋謝，稱為“開花期”。在此期間，常會出現一段明顯的回暖氣修，最高氣温可達25℃左右，促使牡丹花蕾很快開放。
（8）葉片放大期
五月上旬，花凋謝後，葉片迅速放大，習稱“葉片放大期”。此時葉片增大增厚，顏色加深，呈綠或深綠色。
（9）鱗芽分化期
隨着花的凋謝，葉腋間已孕育着新的鱗芽，五月下旬至七月底八月初，鱗芽開始分化。在此期間，營養生長相對變慢。
（10）種籽成熟期
八月初，骨？果由綠變黃，呈蟹黃色時種籽已經成熟，可進行採收；若收穫過晚，果角部分開裂，種籽呈褐色或黑色，成熟過度，難於發芽。
（11）花芽分化期
進入八月中旬，花芽分化加快，九月上旬至10月中旬一般品種花芽已基本分化形成，芽外觀飽滿光滑圓潤。此時只要有適當的方法措施（低温或激素解除休眠），便可進行催花。此時根部迅速萌出新根。
（12）落葉期
十月下旬至十一月上旬，葉片逐漸變黃，形成離層而脱落。
（13）相對休眠期
十一月中旬，植株基本停止生長，進入相對休眠期，翌年二月中旬，“雨水”前後，又開始萌動生長，年復一年，周而復始。
二、生長特性
春季氣温升高穩定在3.6℃以上時，包有鱗片的芽開始萌動膨大，頂端開裂，露出葉尖和出現花蕾。60℃以上葉芽抽莖放葉，花芽萌動抽出花莖，莖上長葉，頂端開花。花謝後在葉腋處又重新開始分化出花芽，花芽分化一般從4月底或5月初開始，9～11月間基本形成。
花莖為一年生枝，其長度即為枝條的年生長量。年生長量因品種或栽培地帶的不同而有差異。一般來説，牡丹的年生長量為10～30釐米，花莖當年不能全部木質化，冬季到來之前從上向下乾枯一段，實際長度僅為年生長量的三分之一或二分之一，即所謂“年長一尺縮八寸”。牡丹芽萌發後，鱗片開始脱落留下鱗芽痕，所以，可根據鱗芽痕來鑑定牡丹株齡的太小。
三、花芽分化特性
牡丹開花後在果實、種籽發育的同時，新的花芽也隨之開始分化。單瓣花芽分化需要的時間短，復瓣花芽分化需要的時間長。一般來説，單瓣品種只段三個半月即8月底9月初就完成花芽分化；而重瓣品種的花芽分化較慢，有的要經過5～10個月才能完成花芽分化的全過程。
四、開花特性
氣候正常年份，我國中原一帶每年2月上旬“雨水”前後，鱗芽開始萌動膨大，“驚蟄”前後頂端破裂顯蕾，“春分”前後抽出花莖，葉片展開；“清明”左右花蕾迅速增大；“穀雨”左右開始開花。春季我國南方氣温稍高，牡丹在三月底四月初就可開花，北方氣温回升較晚，要到五月初才可開花。
早開品種由鱗芽萌動到花開，一般需55～60天，晚開品種有的需65天以上。花期7～15天，盛花期5～7天。開花氣温條件為：3～5℃時冬芽開始萌動膨大，6～8℃時抽莖、顯蕾、放葉，12～15℃時則花蕾增大發暄，16～22℃時花開，超過26℃時生長變慢，30℃以上時呈半休眠狀態。
温度雖然能影響整個開花過程，能使牡丹提前或推遲開花，但牡丹的積温對花開的早晚也起到一定的作用，積温不足，即便達到開花所需要的温度條件也不能開花，所以，適當提高温度能加速積温的積累，使牡丹提前開花。牡丹開花所需積温，如以3.6℃為其生物學起點温度，則積温為315.2℃。
另外，在不同温度條件下開花雖有早晚之別，但不論在温室、塑料大棚內催花或露地栽培，牡丹開花的温度要求16～18℃之間是一致的。低於16℃則不開化。
五、根的生長特性
牡丹種子在“處暑”播種後，胚根經30天左右生長髮育長出幼根，40天幼根長到0.5～0.8釐米，60天主根長到5～7釐米，並開始分生出側根3～5條，90天根長達7～10釐米。當地温下降到4℃以下時停止生長，呈半休眠狀態，直至來的“立春”至“雨水”間，氣温高於4～5℃，在幼苗開始萌發的同時，地下根部也開始生長，以後隨温度的上升生長加快。到了夏季高温季節（30～50℃）生長陷於半休眠狀態。秋季“白露”前後，氣温降至30℃以下，特別是在25～18℃期間，根部生長最快，以後隨着温度的不斷下降，根的生長活動逐漸轉弱，直至地温降到4℃以下停止生長。
