南瓜為一年蔓生草本。多為橢圓形，還有長條形，圓形，莖長數米，節處生根，粗壯，有棱溝，被短硬毛，卷須分3～4叉。單葉互生，葉片心形或寬卵形，5淺裂有5角，稍柔軟，長約15～30厘米，兩面密被茸毛，邊緣有不規則的鋸齒，沿邊緣及葉面上常有白斑。
三角形，上面密被黃白色剛毛和茸毛，常有白斑，葉脈隆起，各裂片之中脈常延伸至頂端，成一小尖頭，背面色較淡，毛更明顯，邊緣有小而密的細齒，頂端稍鈍。卷須稍粗壯，與葉柄一樣被短剛毛和茸毛，3-5歧。
果梗粗壯，有棱和槽，長5-7厘米，瓜蒂擴大成喇叭狀。瓠果形狀多樣，因品種而異，外面常有數條縱溝或無。種子多數，長卵形或長圓形，灰白色，邊緣薄，長10-15毫米，寬7-10毫米。[3] 似桔瓣狀，呈橙黃至橙紅色不等。果柄有棱槽，瓜蒂擴大成喇叭狀。種子卵形或橢圓形，長1.5～2厘米，灰白色或黃白色，邊緣薄。花期5～7月，果期7～9月。
單性花，雌雄同株異位。雄花花托短。花萼裂片線形，頂端擴大成葉狀。花冠鐘狀，黃色，5中裂，裂片外展，具皺紋。雄蕊3枚。花藥靠合，藥室規則S形折曲。雌花花萼裂顯著，葉狀，子房圓形或橢圓形，1室，側膜胎座，花柱短，柱頭3，各2裂。瓠果，扁球形、壺形、圓柱形等，表面有縱溝和隆起，光滑或有瘤狀突起。
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