L'"Essai sur la métamorphose des plantes" est un traité naturaliste qui tente de démontrer l'unité de la matière, d'en révéler l'origine à la suite de mutations continues, et de prouver que la variété des espèces végétales découle d'une structure originelle très simple. En cent vingt-trois paragraphes groupés en dix-huit chapitres précédés d'une introduction, Goethe explique l'évolution de la vie organique des plantes, analysant notamment leur processus de reproduction à travers la croissance, le bourgeonnement et la floraison.
C'est pendant son voyage en Italie de 1786 qu'il commence à préciser ses idées sur le sujet. Le futur auteur des "Affinités électives" poursuivait alors l'idée utopique d'une "plante originelle type", idée qui lui était venue dans le Jardin botanique de Padoue et qu'il crut voir réalisée devant ses yeux en Sicile en 1787. A partir de ces prémisses, il arrive à la découverte et à la notion d'"organe primaire".
Sa conception est à l'époque absolument nouvelle : il rompt avec toutes les théories scientifiques du XVIIIe siècle suivant lesquelles la plante est tout entière contenue dans le germe. Son intuition est aujourd'hui confirmée par les recherches scientifiques sur les gènes homéotiques des plantes.