龙眼根系由发达的主根、侧根、须根及无数的根毛所组成。主根由种子胚根发育而成，侧根由须根生长增粗发育而成，主根和侧根一般呈黄褐色，木质部发达，皮孔粗密而明显，主要起输导养分和水分的作用和固定作用。须根着生于侧根上，是根系最活跃的部位，由生长根、吸收根和输导根所组成。
  生长根和吸收根在根系的末端都是初生结构，呈白色或黄白色，形似豆芽。生长根有吸收能力，但其主要功能是促进根系向新土层推进，延长和扩大根系分布的范围。吸收根的主要功能是从土壤中吸收水分和矿质营养，还可合成内源激素（如细胞分裂素）及其他生物活性物质，生长根和吸收根的先端长满根毛，根毛扩大了根系对水分、养分吸收的面积，提高了根系的吸收能力。
  输导根在吸收根之上，由吸收根演化而成，其外面的海绵层脱落，呈黄褐色，木质化程度逐渐加强，主要起输导水分和养分的作用，同时还有一定的吸收作用。龙眼除了普通的吸收根之外，还有菌根。菌根是某些真菌侵袭植物根部并与根群形成的共生联合体。龙眼的菌根属丛枝形菌根（简称VA菌根），是由内囊霉科真菌人侵新生的须根所形成的共生联合体。
  VA菌根结构上的特点是在根部皮层内除了有无隔菌丝外，还能形成球形的泡囊，以及由菌丝连续的双叉分枝而形成的树枝状构造。龙眼的菌根幼嫩时无色透明，老的菌根或菌根的基部呈黄褐色。龙眼菌根真菌的侵染对龙眼根的外部形态影响不大，与非侵染根没有明显区别。
  1993年福建何光泽对龙眼根际土壤菌孢子数量定点定株逐月计数，发现从11月至翌年6月上半月，孢子数量较少，每20克土中才有15个左右。从6月下旬起明显增加，7~10月为高峰期，均在20个以上，8月份最多，达28个。孢子数量变化与根系生长活动的变化有着基本一致的趋势。
  龙眼根系庞大，其分布范围与土壤的性质、土层厚薄、疏松程度与肥力、地下水位以及栽培管理技术密切相关。龙眼根系可分为垂直根和水平根。垂直根在地下水位低、土层深厚、疏松肥沃的地方分布较深，实生根系分布较深，高压苗根系分布较浅。在红壤丘陵山地的龙眼，垂直根人土较深，通常可达2~3米，有的甚至可穿人半风化层。
  在珠江三角洲围田地区的龙眼，由于地下水位较高，根的垂直分布较浅，多在1。5米以上。一般说，不论在何种土地，龙眼根群的垂直分布，80%在0~100厘米的土层中，而更多集中在0~40厘米以内。龙眼水平根的扩展范围大多比树冠大1~3倍，但以树冠覆盖范围最为密集，约有80%的根系分布在树冠扩展范围内，以主干附近树冠外缘分布最多。
  另外，施肥区比非施肥区根量也明显要多，在土层厚而疏松的土壤中，根群分布深，但水平分布距主干较近，在坚硬的山砾土中，根群分布浅，但水平分布较远。据福建陈恩观测，5年生龙眼的根系垂直分布可达100厘米，其中主要分布在0~60厘米范围，可占总根量的88。
  1%，而绝大部分集中在20~60厘米范围，占总根量的59。6%;水平分布可达250厘米，而绝大部分集中在150厘米树冠范围内，占总根量的81。4%。