镁是叶绿素的成分，又是RuBP羧化酶、5-磷酸核酮糖激酶等酶的活化剂，对光合作用有重要作用；镁又是葡萄糖激酶、果糖激酶、丙酮酸激酶、乙酰CoA合成酶、异柠檬酸脱氢酶、α酮戊二酸脱氢酶、苹果酸合成酶、谷氨酰半胱氨酸合成酶、琥珀酰辅酶A合成酶等酶的活化剂，因而镁与碳水化合物的转化和降解以及氮代谢有关。镁还是核糖核酸聚合酶的活化剂，DNA和RNA的合成以及蛋白质合成中氨基酸的活化过程都需镁的参加。镁在核酸和蛋白质代谢中也起着重要作用。
缺镁最明显的病症是叶片贫绿，其特点是首先从下部叶片开始，往往是叶肉变黄而叶脉仍保持绿色，这是与缺氮病症的主要区别。严重缺镁时可引起叶片的早衰与脱落。