Buah adalah hasil akhir dari proses reproduksi seksual pada tumbuhan berbunga (angiospermae). Proses pembentukan buah dimulai dari bunga yang mengalami pembuahan (fertilisasi).
Di dalam bunga terdapat organ reproduksi betina yang disebut gynoecium, yang terdiri dari stigma, tangkai putik (style), dan ovarium.
Ovarium ini mengandung satu atau lebih ovula yang merupakan calon bakal biji.
Saat serbuk sari (pollen) dari benang sari jatuh ke stigma, terjadi proses penyerbukan (pollination).
Serbuk sari kemudian tumbuh membentuk tabung serbuk sari dan menuju ke dalam ovarium untuk membuahi ovula.
Karena proses pembuahan ganda (double fertilization), satu sel sperma bergabung dengan sel telur membentuk zigot yang kemudian menjadi embrio, sementara sel sperma lainnya berperan membentuk endosperm yang merupakan cadangan makanan bagi embrio.
Setelah fertilisasi, ovul tidak fertil menjadi biji, dan dinding ovarium (perikarp) mulai mengalami perubahan kompleks untuk membentuk buah yang berfungsi sebagai pelindung dan alat bantu persebaran biji.
Perubahan struktur ovarium ini terjadi melalui diferensiasi lapisan perikarp menjadi eksokarp (kulit luar), mesokarp (daging buah), dan endokarp (lapisan dalam).
Bentuk akhir struktur buah, apakah kering seperti kacang, atau berair seperti buah tipe berry—bergantung pada spesies tumbuhan tersebut.
Misalnya, buah tomat dan anggur memiliki perikarp yang berlapis dan daging, sedangkan kacang kering seperti kedelai memiliki perikarp yang mengering setelah matang.
Beberapa tumbuhan justru menghasilkan buah yang tidak berasal hanya dari ovarium, melainkan dari bagian bunga lainnya yang disebut buah tambahan (accessory fruit).
Contohnya: stroberi, yang daging buahnya terbentuk dari pangkal bunga (receptacle), bukan ovarium sendiri. Istilah lain adalah false fruit karena berasal dari bagian bunga non-ovarium.
Sementara pada apel atau pir, bagian yang bisa dimakan berasal dari lapisan bunga di sekitar ovarium.
Kunci proses terjadinya buah pada tumbuhan bunga adalah adanya pembuatan hormon seperti auxin dan sitokinin, yang mengatur pertumbuhan ovarium pasca fertilisasi.
Regulasi hormon ini memainkan peran penting dalam menentukan ukuran, bentuk, dan pola diferensiasi lapisan perikarp menjadi buah matang.
Tanpa fertilisasi atau tanpa stimulasi hormon, ovarium biasanya tidak akan berkembang menjadi buah, kecuali jika terjadi parthenocarpy, yaitu pembentukan buah tanpa fertilisasi, seperti pada beberapa varietas buah tanpa biji (misalnya pisang atau jeruk mandarin tanpa biji).
Secara ekologis, buah memiliki fungsi penting dalam melindungi biji serta membantu penyebaran biji ke tempat yang lebih jauh.
Bentuk dan struktur buah yang beragam, baik buah kering yang tersebar oleh angin atau buah berair yang diambil oleh hewan pemakan buah yang merupakan hasil evolusi untuk mengoptimalkan persebaran biji.
