晚材是树干次生木质部的重要组成部分，形成于秋冬季气候干冷时期。由于温度下降和水分减少，形成层细胞分裂活动减弱，产生的细胞体积小、细胞壁厚且排列紧密，材质坚实密度高。其深色特征与次年春季形成的浅色早材形成鲜明界限，构成树木年轮的划分依据。在木材应用中，晚材因较高的机械强度成为制琴面板等精细加工领域的重要选材指标。

晚材是温带树木年轮中较深色的外侧部分，其名称源于秋冬季的特定生长阶段。当气温降至适宜生长阈值以下且降水量减少时，形成层细胞分裂速度显著降低。细胞分化过程中产生直径较小、壁腔比增大的导管分子，细胞间隙压缩至最小化。这种适应性变化使晚材组织具备抵御冬季低温冻害的机械强度。

与春夏季形成的早材相比，晚材细胞轴向长度平均缩短32%-45%，次生壁木质素沉积量增加18%-22%。细胞形态学差异直接导致早晚材交界处出现0.1-0.3mm的明显色带，成为年轮计数和气候分析的关键标记线。

晚材细胞呈现典型的环境应激形态：

此类结构使晚材体积密度达到0.6-0.8g/cm3（早材为0.3-0.5g/cm3）。在针叶树种中，晚材占比达到年轮宽度的20%-40%，而阔叶树种的晚材带通常更窄且细胞类型更复杂。

作为气候档案载体，晚材具有双重记录维度：

在气候重建中，晚材参数被用于建立生长季末期气候模型。通过晚材宽度序列与器测数据的校准，已重建北半球过去2000年秋季温度变化曲线，分辨率达到年际尺度。

工业领域根据晚材特性开发分级利用方案：

在木材识别中，常用5倍放大镜观察横切面晚材带形态。落叶松晚材呈急变型，与早材形成锯齿状界限；而红松晚材为渐变型，过渡带占年轮宽度的15%-20%。