荔枝的根系庞大，由主根、侧根、吸收根和大量的根毛组成。荔枝根系的分布因繁殖方法、土壤的性质、地下水位、树龄及栽培管理不同而异。实生繁殖和用实生砧嫁接的荔枝根系为实生根系，其主根由种子的胚根发育而来，特点为主根发达，根群深广，对不同环境有较强的适应能力；高空压条苗（俗称“圈枝苗”）缺乏主根，苗期侧根盘生，定植后向四周扩展，也能形成庞大的根群，但分布较浅。抗旱能力较差；山脚冲积土层厚，根系较深；山地土层较薄，根浅生；地下水位越高根系越浅。荔枝吸收根群主要集中分布在10～150厘米深的土层中；根系的水平分布随树冠的扩大而扩大，一般可比树冠大23～3倍，但以树冠滴水线内外20厘米分布最多。
荔枝的侧根为灰褐色。须根着生于侧根上，是根系最活跃的部位，由吸收根、瘤状根及输导根组成。吸收根初生白色，有根毛，海绵层厚，有弹性，主要分布于疏松肥沃的耕作层土壤。
瘤状根着生于输导根上，形成不规律肿瘤状的节，起着贮藏营养的作用，瘤状根的多少与荔枝的丰产性成正相关。输导根在吸收根之上，由吸收根演化而来，海绵层脱落，黄褐色，木质化程度逐渐加强，主要起输导水分和养分的作用。
荔枝幼根常与真菌共生，形成内生菌根。在土壤含水量低于萎蔫系数时，菌根的菌丝体仍能从土壤中吸收水分并分解腐殖质、分泌生长素和酶，促进根系活动，活化果树生理机能。由于菌根的存在，提高了荔枝吸收水分和养分的能力，因而荔枝具有较强的耐旱耐瘠性能。
荔枝的根系周年都可生长，但其生长量随温度和水分的增减而变化。一般来说，荔枝根系一年内有3个生长高峰。第1次生长高峰在夏梢萌发前的5～6月份，这时是谢花后幼果发育、树体已消耗大量养分的时期，一般根量少，但对第二次生理落果有较大的影响，对无挂果的树可能是全年中生长量最多一次；第2次生长高峰在采果后的7～8月份，此时地温高，湿度大，最利于根系生长，对结果树而言，是一年中根生长量最大的时期，采果后根系的生长对秋梢的培养起着重要的作用；第3次生长高峰在花芽分化前的9～10月份，此时秋梢老熟后，土温尚高，土壤湿度较前2次低，其生长量也较前2次为低。个别年份11月份，根系还会发生第4次生长，但一般生长量有限。