草质藤本；茎圆柱形并微有棱角，无毛，略被白粉；叶纸质，长5-7厘米，宽6-8厘米，基部心形，掌状5深裂，中间裂片卵状长圆形，两侧裂片略小，无毛、全缘；叶柄长2-3厘米，中部有2-4（-6）细小腺体；托叶较大、肾形，抱茎、长达1.2厘米，边缘波状。
聚伞花序退化仅存1花，与卷须对生。花大，淡绿色，直径大，6-8（-10）厘米；花梗长3-4厘米；苞片宽卵形，长3厘米，全缘；萼片5枚，长3-4.5厘米，外面淡绿色，内面绿白色、外面顶端具1角状附属器；花瓣5枚，淡绿色，与萼片近等长；外副花冠裂片3轮，丝状，外轮与中轮裂片，长达1-1.5厘米，顶端天蓝色，中部白色、下部紫红色，内轮裂片丝状，长1-2毫米，顶端具1紫红色头状体，下部淡绿色；内副花冠流苏状，裂片紫红色，其下具1密腺环；具花盘，高约1-2毫米；雌雄蕊柄长8-10毫米；雄蕊5枚，花丝分离，长约1厘米、扁平；花药长圆形，长约1.3厘米；子房卵圆球形；花柱3枚，分离，紫红色，长约1.6厘米；柱头肾形。
浆果卵圆球形至近圆球形，长约6厘米，熟时橙黄色或黄色；种子多数，倒心形，长约5毫米。花期5-7月。
繁殖方法
西番莲可通过种子、压条和扦插繁殖。由于果实种子多，发芽率高，生产上多采用种子繁殖。
种子
种子繁殖一年四季均可进行，但以春、秋季播种为佳。一般选长势健壮、无病虫害、高产稳产的植株作为母株，采果形端正、稍重、完全成熟的果实，取出种子，洗去残渣后晾干即可播种。播时1公斤种子用多菌灵10-20克拌种20分钟左右，然后将种子均匀撒播在苗床上，盖一层薄草，淋足水。播后应据天气情况浇水，晴天每天早晚喷水一次，约半个月后开始出土。当出苗达80%以上时，应及时追肥，可用稀水肥或稀尿素液泼浇以培育壮苗，待幼苗长出4片真叶时移栽。
压条
压条繁殖是无性繁殖的一种，以春季2-3月为宜，是把母株上的枝条压入土中或用泥土等物包裹，形成不定根，然后再将不定根以上的枝条与母株分离，形成一株独立新植株的繁殖方法。压条时，为了中断来自叶和枝条上端的有机物如糖、生长素和其他物质向下输导，使这些物质积聚在处理的上部，供生根时利用，可进行环状剥皮。这种方法简单，生长快，成苗时间短。
扦插
采用扦插育苗的繁殖的方法。扦插时间以春季2-3月为宜，也可秋插。选用生长健壮、成熟的一年生枝蔓作扦插材料，将插条剪成具2-3个节，长约10厘米-15厘米，下端切口在节位下1厘米，上端切口离节位3厘米，带1片全叶的插条。插条剪切好后，用Abr生根粉25毫克/千克水溶液浸泡30分钟，然后扦插在口径8厘米×高12厘米的营养袋内培育，营养土以50%细黄土、50%腐殖土为佳，扦插深度达插穗长的2/3，插后把营养袋排放在苗床上并立即浇水，第一次浇水必须浇透，以后视天气情况浇水保持湿润。苗床宽1.0米-1.2米，长度随地形而定，用竹片搭成弓型支架，盖上遮荫度50%的遮阳网，30天后成苗率可达85%以上。扦插到出圃约需3-4个月。