一年生攀援草本；茎、枝具沟纹，被粘质长柔毛，老后渐脱落，变近无毛。叶柄纤细，长16-20厘米，有和茎枝一样的毛被，顶端有2腺体；叶片卵状心形或肾状卵形，长、宽均10-35厘米，不分裂或3-5裂，具5-7掌状脉，先端锐尖，边缘有不规则的齿，基部心形，弯缺开张，半圆形或近圆形，深1-3厘米，宽2-6厘米，两面均被微柔毛，叶背及脉上较密。卷鬚纤细，初时有微柔毛，后渐脱落，变光滑无毛，上部分2歧。雌雄同株，雌、雄花均单生。雄花：花梗细，比叶柄稍长，花梗、花萼、花冠均被微柔毛；花萼筒漏斗状，长约2厘米，裂片披针形，长5毫米；花冠黄色，裂片皱波状，长3-4厘米，宽2-3厘米，先端微缺而顶端有小尖头，5脉；雄蕊3，花丝长3-4毫米，花葯长8-10毫米，长圆形，药室折曲。雌花花梗比叶柄稍短或近等长；花萼和花冠似雄花；花萼筒长2-3毫米；子房中间缢细，密生粘质长柔毛，花柱粗短，柱头3，膨大，2裂。果实初为绿色，后变白色至带黄色，由于长期栽培，果形变异很大，因不同品种或变种而异，有的呈亚铃状，中间缢细，下部和上部膨大，上部大于下部，长数十厘米，有的仅长10厘米（小葫芦），有的呈扁球形、棒状或构状，成熟后果皮变木质。种子白色，倒卵形或三角形，顶端截形或2齿裂，稀圆，长约20毫米。花期夏季，果期秋季。

喜温暖多湿，较耐高温，气温达到11℃以上开始生长，25℃以上叫生长较快，30-35℃生长最快。偶遇0℃低温或轻霜时，只是叶色变黄，但连续零下低温并有霜冻时则会冻死，遇霜即枯萎死亡。因此，在冬季有较长时间0℃以下低温地区，必须做好保温越冬工作。水葫芦对酸硷不敏感，对水的深浅、肥瘦要求不严格，但以1-3m水深的肥水塘生长最好。

中国各地栽培。亦广泛栽培于世界热带到温带地区。

幼嫩时可供菜食，成熟后外壳木质化，中空，可作各种容器，水瓢或儿童玩具；也可药用。