A gomba micéliumából kiinduló gombafonalak a hifák behálózzák a gazdanövény gyökereit, így a kétféle élőlény kölcsönösen segíti egymás tápanyaghoz jutását. A mikorrhiza képzés jelenségét a 19. században fedezték fel, de korábban csak néhány növénycsoport esetén feltételezték ezt.

Például a fenyőknél úgy tartották, hogy nincsenek gyökérszőreik, ezért a gombával való együttélés pótolja náluk ezt a szervi hiányosságot. Később kiderült, hogy sokkal több, sőt a növények többsége rendelkezik gombapartnerrel. Mára bebizonyosodott, hogy mohák és a szövetes növények fajainak legalább 80-90 százaléka él együtt ilyen módon gombákkal.

A szimbiózis ezen formája a mutualizmus, a növény az általa fotoszintetizált cukrokkal és egyéb szerves anyagokkal látja el a gombát. Ezek az anyagok először a gyökérszövetekbe jutnak, majd onnan a gombapartnerekhez. Cserébe a micélium hatalmas felszínével és a növény gyökereinél jobb felvevőképességével több vízhez és ásványi anyaghoz juttatja azt.  Emellett a gombafonalak szerves vegyületeket is le tudnak bontani, ami azért lényeges, mert a növény csak szervetlen anyagok felvételére képes.

A gombafonalaknak a jobb abszorpciós képességük oka egyrészt fizikai: a gombafonalak átmérője jóval kisebb még a legkisebb gyökérszőrnél is, ezért nagyobb talajtérfogatot érnek el, és nagyobb felületen tudnak vizet és tápanyagokat megkötni, valamint a gombák sejtmembránja kémiailag másként viselkedik, mint a növényeké. A mikorrhiza kapcsolatok különösen a tápanyagszegény talajokban élő növények számára hasznosak.

A tápanyagok a talajból akár a viszonylag távoli gyökerekbe is a gombafonalak sejtplazma rendszerével továbbítódnak. Ebbe a gombának energiát kell fektetnie. Ezt ellensúlyozandó, a gomba tápanyagokat (cukrokat, keményítőt, fehérjéket és zsírokat) kap a növény gyökereiből, sőt, olyan speciális anyagokat is (vitaminok, hormonok), amik a gomba termőtestképzéséhez szükségesek

A mikorrhiza kölcsönösen előnyös együttélési forma, amiben a legtöbb ismert szárazföldi növény részt vesz. Mára már kiderült, hogy a mikorrhizáltság annyira általános, hogy a szárazföldi növények vizet felvevő szerve többnyire nem is a gyökér, hanem a mikorrhiza. Kísérletek bizonyítják, hogy sterilizált talajon termesztett növények hozama gyakran gyérebb, mint azoké, amelyekhez mikorrhizális gombák spóráit vagy hifáit adagolták, hogy a gombák segítsék az ásványi anyagok felvételét.

Nem sokkal azután, hogy kimutatták a mikorrhizaképzés általános jellegét izotópos vizsgálatokkal igazolták azt is, hogy az erdőkben a gombafonalak több szomszédos fa gyökereit is összekötik.

Így például a több napfényhez jutó, többet fotoszintetizáló egyedek tápanyagainak egy része eljut a kevesebb fényt kapó példányokhoz, valamivel kiegyenlítettebbé téve ezzel a fényért vívott harcot. Egyes kutatók a gyökerek szövedékével egyetlen hálózatba szervezett erdőt egyenesen „szuperorganizmusként” emlegetik.