Planta herbácea anual, de crecimiento rápido. El sistema radicular es extenso, superficial, con una raíz principal pivotante de unos 60 cm y numerosas raíces laterales. Puede emitir raíces en los nudos del tallo. En condiciones óptimas una raíz puede crecer 30 cm al día. El tallo está dividido desde la base, es flexible, de sección angular, cubierto de pelos. Es de porte rastrero o trepador, emite zarcillo en los nudos, en el lado opuesto a las hojas. Estas son grandes, alternas, de pecíolo largo y limbo trilobulado, con los bordes dentados. Las flores pueden ser masculinas, femeninas o hermafroditas. En los primeros nudos aparecen sólo flores masculinas, después se van alternando con las femeninas, y en los nudos superiores aparecen las hermafroditas. Generalmente las flores masculinas pueden formar grupo en las axilas de las hojas, mientras que las femeninas suelen ser solitarias, exceptuando las variedades que poseen el gen mp. El fruto es una baya procedente de un ovario ínfero, llamado pepónide, alargado, de sección circular o casi triangular. Se recolecta en estado de inmaduro, con las semillas aún jugosas y tiernas. La semilla es de forma elíptica, plana, bivalva y de color blanco.