西瓜一年生蔓生藤本；茎、枝粗壮，具明显的棱。卷须较粗壮，具短柔毛，叶柄粗，密被柔毛；叶片纸质，轮廓三角状卵形，带白绿色，两面具短硬毛，叶片基部心形。雌雄同株。雌、雄花均单生于叶腋。
雄花花梗长3-4厘米，密被黄褐色长柔毛；花萼筒宽钟形；花冠淡黄色；雄蕊近离生，花丝短，药室折曲。雌花：花萼和花冠与雄花同；子房卵形，柱头肾形。
果实大型，近于球形或椭圆形，肉质，多汁，果皮光滑，色泽及纹饰各式。种子多数，卵形，黑色、红色，两面平滑，基部钝圆，通常边缘稍拱起，花果期夏季。
中国各地栽培，品种甚多，外果皮、果肉及种子形式多样，以新疆、甘肃兰州、宁夏中宁一带、山东德州、江苏东台等地为有名。其原种可能来自非洲，广泛栽培于世界热带到温带，后传入中国。
西瓜为夏季之水果，果肉味甜，能降温去暑；种子含油，可作消遣食品；果皮药用，有清热、利尿、降血压之效。中国是世界上大的西瓜产地，但关于西瓜的由来，说法不一。
一种说法认为西瓜并非源于中国，而是产自于非洲，于西域传来，故名西瓜。另一种说法源于神农尝百草的传说，相传西瓜在神农尝百草时被发现，原名叫稀瓜，意思是水多肉稀的瓜，但后来传着传着就变成了西瓜。