Mướp hương là cây thân thảo, thuộc dạng dây leo. Thần dài, nhỏ, hình tiết diện đa giác, màu xanh lục nhạt, có năm đường gân chạy dọc. Bên ngoài thân có nhiều lông trắng mọc rải rác. Dọc theo thân phát triển nhiều tua cuốn bám vào thân cây khác, bụi rậm hay giàn được người dân dựng sẵn để phát triển.
Lá cây mướp hương mọc so le, hình trái tim, mặt trên và dưới đều có nhiều lông tơ, chứa 5 – 7 thùy, bên ngoài mép có răng. Hoa thường ra vào tháng 8 – tháng 10 hàng năm,. Cùng một cây có cả hoa đực lẫn hoa cái. Hoa đực thường mọc thành chùm còn hoa cái thì phát triển đơn độc từng hoa. Quả mướp hình trụ thuôn, khi còn xanh chất xốp, mềm, chứa nhiều nước, màu xanh đậm hoặc xanh nhạt, dài khoảng 25 – 30 cm, vỏ thô ráp. Khi quả già chuyển sang màu nâu, bên trong có nhiều xơ và khá dai. Trong quả có nhiều hạt dẹp, hình trứng.
