植株地上部皆為纏繞藤本，葉互生，有時中部以上對生，單葉或掌狀複葉，基出脈3～9，側脈網狀。葉腋內偶有珠芽，珠芽又稱零餘子。花單性，雌雄異株，很少同株。雄花有雄蕊6枚，有時其中3枚退化；雌花有退化雄蕊3～6枚或無。蒴果三棱形，每棱翅狀，成熟後頂端開裂；種子有膜質翅。細胞染色體基數為10，因種類不同染色體有四、六、八、十倍體之分。山藥之地下部分成二類：根狀莖或塊莖，其形狀、顏色、入土深度、化學成分等可因種類不同而異。塊莖形狀的變異較多，大致上可分為長形山藥、扁形山藥和圓形山藥，各個類型都有中間類型的變異，變異之發生主要受遺傳和環境的影響。山藥塊莖之其他部位都有不定芽，因此把山藥塊莖的任何部分切段栽植，都可以長出山藥來。