山芋是一年生草本，地下部分具圓形、橢圓形或紡錘形的塊根，塊根的形狀、皮色和肉色因品種或土壤不同而異。莖平臥或上升，偶有纏繞，多分枝，圓柱形或具棱，綠或紫色，被疏柔毛或無(wú)毛，莖節(jié)易生不定根。

葉片形狀、顏色常因品種不同而異，也有時(shí)在同一植株上具有不同葉形，通常為寬卵形，長(zhǎng)4-13厘米，寬3-13厘米，全緣或3-5（-7）裂，裂片寬卵形、三角狀卵形或線狀披針形，葉片基部心形或近于平截，頂端漸尖，兩面被疏柔毛或近于無(wú)毛，葉色有濃綠、黃綠、紫綠等，頂葉的顏色為品種的特征之一；葉柄長(zhǎng)短不一，長(zhǎng)2.5-20厘米，被疏柔毛或無(wú)毛。

聚傘花序腋生，有1-3-7朵花聚集成傘形，花序梗長(zhǎng)2-10.5厘米，稍粗壯，無(wú)毛或有時(shí)被疏柔毛；苞片小，披針形，長(zhǎng)2-4毫米，頂端芒尖或驟尖，早落；花梗長(zhǎng)2-10毫米；萼片長(zhǎng)圓形或橢圓形，不等長(zhǎng)，外萼片長(zhǎng)7-10毫米，內(nèi)萼片長(zhǎng)8-11毫米，頂端驟然成芒尖狀，無(wú)毛或疏生緣毛；花冠粉紅色、白色、淡紫色或紫色，鐘狀或漏斗狀，長(zhǎng)3-4厘米，外面無(wú)毛；雄蕊及花柱內(nèi)藏，花絲基部被毛；子房2-4室，被毛或有時(shí)無(wú)毛。

開(kāi)花習(xí)性隨品種和生長(zhǎng)條件而不同，有的品種容易開(kāi)花，有的品種在氣候干旱時(shí)會(huì)開(kāi)花，在氣溫高、日照短的地區(qū)常見(jiàn)開(kāi)花，溫度較低的地區(qū)很少開(kāi)花。蒴果卵形或扁圓形，有假隔膜分為4室。種子1-4粒，通常2粒，無(wú)毛。由于番薯屬于異花授粉，自花授粉常不結(jié)實(shí)，所以有時(shí)只見(jiàn)開(kāi)花不見(jiàn)結(jié)果。