何首乌为多年生草本。块根肥大。茎缠绕，多分枝，有时呈淡红色，具纵条纹，中空，无毛。叶卵状心形，全缘，两面较粗糙，无毛；托叶鞘短简状，膜质，无缘毛，常早落。花序圆锥状，顶生或腋生，苞片卵形，边缘膜质透明，无毛；苞片内生白色小花2~4朵；花被5深裂，不等大，结果时外轮3片增大、肥厚，背部生宽翅，翅下延至花梗的节处。瘦果三棱形，黑色，具光泽，包于宿存的花被内。花期6~9月，果期8~10月。
中药何首乌为团块状或不规则纺锤形，长6~15cm，直径4~12cm。表面红棕色或红褐色，皱缩不平，有浅沟，并有横长皮孔样突起及细根痕。体重，质坚实，不易折断，断面浅黄棕色或浅红棕色，显粉性，皮部有4~11个类圆形异型维管束环列，形成云锦状花纹，中央木部较大，有的呈木心。气微，味微苦而甘涩。
而制何首乌，呈不规则皱缩状的块片，厚约1cm。表面黑褐色或棕褐色，凹凸不平。质坚硬，断面角质样，棕褐色或黑色。气微，味微甘而苦涩。