У сортовых клематисов преобладают длинные, шнуровидные, слабоветвящиеся корни, которые образуются при их вегетативном размножении (черенками, отводками) из каллюса.
Побеги. Большинство клематисов относится к группе лиан-листолазов, которые цепляются за опоры, обвиваясь вокруг них с помощью прочных закручивающихся черешков листьев. Для удобства изложения мы будем называть их вьющимися растениями. Они обычно достигают от 2–3 до 8–10, иногда более метров длины (например, к. виноградолистный, к. горный, к. лигустиколистный, к. пильчатолистный, сорта ‘Альпинист’, ‘Бирюзинка’, ‘Лютер Бербанк’, ‘Серенада Крыма’, ‘Виктория’, ‘Жакмана’).
Плетистые клематисы, побеги которых не цепляются или слабо цепляются за опору черешками верхних листьев, достигают в среднем от 1 до 2,5 м длины (к. маньчжурский, сорта ‘Алёнушка’, ‘Брызги Моря’, ‘Память Сердца’, ‘Дюрана’) и требуют специальных опор.
Клематисы с прямостоячими побегами и прямыми (незакручивающимися) черешками листьев достигают 60–90 см (нередко в культуре 1 м и более) высоты (к. борщевиколистный, к. кустарниковый ф. лопастная, к. прямой, к. цельнолистный, к. шестилепестный).
Имеются виды с травянистыми побегами, отмирающими на зиму (к. лесной, к. прямой, к. шестилепестный) и с зимующими древесными побегами (к. Арманда, к. виноградолистный, к. восточный, к. горный, к. фиолетовый).
Клематисы разнообразны по внешнему виду и представлены такими основными жизненными формами:
• кустарниковая лиана вечнозелёная - клв (к. Арманда, к. усатый балеарский);
• кустарниковая лиана полувечнозелёная - клп (к. метельчатый);
• кустарниковая лиана летнезелёная ― кл (к. виноградолистный, к. виргинский, к. горный, к. пильчатолистный, к. сизый, к. фиолетовый и многие др. виды и сорта);
• полукустарниковая лиана ― пл (к. Редера);
• травянистая лиана ― тл (к. Питчера, к. техасский);
• кустарник прямостоячий ― кп (к. джунгарский асплениелистный, к. кустарниковый ф. лопастная);
• полукустарник прямостоячий ― пп (к. борщевиколистный, к. прямостоячий);
• прямостоячее травянистое растение ― пт (к. прямой).
Клематисы могут достигать возраста 20–50 и более лет, в зависимости от биологических особенностей и условий произрастания.
Листья. У клематисов листья бывают простые и сложные. Они располагаются на побегах супротивно (парные), но у единичных растений встречаются побеги с тройчатым листорасположением. У некоторых видов листья расположены пучками (сближенные) как, например, у к. горного.
Простые листья часто бывают перисто-лопастные (рассечённые), как у к. кустарникового ф. лопастной, редко цельные, как у к. цельнолистного.
Сложные листья у клематисов подразделяются на тройчатые (например, к. Арманда, к. борщевиколистный, к. усатый балеарский), дваждытройчатые (к. пильчатолистный), непарноперистые (к. маньчжурский, к. прямой, к. тангутский), дваждынепарноперистые (к. жгучий, к. короткохвостый). Но многие клематисы не имеют чётко определенного строения листьев. Так, у к. виргинского наряду с тройчатыми встречаются и непарноперистые листья; у к. х Жакмана листья обычно непарноперистые, но верхние часто бывают простыми; у к. метельчатого листья непарноперистые или тройчатые и т. д.
Сложные листья различаются по числу и расположению отдельных листочков. Чаще всего они состоят из 3–5–7 листочков, реже из 5–7–9 (например, у к. лесного) и 4–8 (у к. техасского); верхушечный листочек обычно превращён в усик (у к. бурого, к. техасского).
Листочки имеют различную форму: например, они яйцевидные у к. Фаргеза, продолговато-яйцевидные у к. прямого и к. цельнолистного, ланцетные или линейно-ланцетные у к. шестилепестного и т. д. Листочки могут быть крупными ― длиной 10 см и более (к. борщевиколистный, к. виноградолистный) и мелкими ― 2–4 см длины (к. жгучий), кожистыми (к. Арманда), блестящими (к. Арманда, к. метельчатый) и матовыми (к. сизый, к. восточный), голыми (к. кустарниковый ф. лопастная) и опушёнными, шероховатыми (к. Редера).
Листья имеют черешки прямые или в разной степени извилистые; редко листья сидячие, как у к. цельнолистного.
Различна и окраска листьев: зелёная ― у к. пильчатолистного, к. тангутского; тёмно-зелёная ― у к. борщевиколистного, к. кустарникового ф. лопастной, к. Петер; сизая или серовато-зелёная ― у к. сизого; ярко-зелёная ― у к. метельчатого и т. д.; у к. усатого балеарского зимой листочки снизу приобретают бордовую окраску. Весной молодые листья у к. Арманда и пурпурноцветковой формы к. прямого приобретают красивую пурпурную окраску, что делает их особенно ценными в декоративном отношении.