山药的地上茎有两种，起攀缘作用的茎蔓，是山药真正的茎；地上茎上叶腋间生长的零余子（俗称山药豆），是一种茎的变态，叫地上块茎。
（1）地上茎蔓 山药的地上茎蔓属于草质藤本，蔓性，光滑无翼，断面圆形，有绿色或紫色中带绿色的条纹。蔓长3～4米，茎粗0.2～0.8厘米。苗高20厘米时，茎蔓节间拉长，并具有缠绕能力，这时要设立支架。开始只是1个主枝，随着叶片的生长，叶腋间生出腋芽，进而腋芽形成侧枝。
（2）零余子 山药在地上部叶腋间着生很多零余子（地上块茎）。零余子呈椭圆形，长1.0～2.5厘米，直径0.8～2.0厘米，褐色或深褐色。每667米2产量可达200～600千克。在一般情况下，山药零余子生长在茎蔓的第20节以后，而且开始多发生在山药主茎或侧枝顶端向下第三节位的叶腋处。
山药零余子的芽眼和马铃薯一样，有规律地排列着。零余子中含有一种特殊的物质——山药素，是其他部分所没有的。山药素也只在零余子的皮中才有，这种物质对抑制生长和促进休眠的效应很强。零余子虽是由地上腋芽变态而长成，但它必须经过层积才能萌发。在皮层成熟后，山药素含量最多；完全休眠的零余子，随着层积时间的延长含量减少。因此，刚采收的零余子，不能当种用。