Một số đặc điểm thực vật học của cây thanh long:

- Rễ:

+ Gồm: rễ địa sinh và rễ khí sinh.

+ Nhiệm vụ: hút chất dinh dưỡng để nuôi cây. Rễ khí sinh mọc dọc theo thân trong không khí, bám vào trụ, giúp cây leo lên trụ đỡ.

- Thân và cành:

+ Cây thân mềm.

+ Thường có ba cánh dẹp, màu xanh.

- Lá: Lá thanh long tiêu biến thành gai. Sát với gai có mầm ngủ có thể phân hoá thành hoa hoặc cành mới. 

- Hoa: Hoa thanh long thuộc loại hoa lưỡng tính, có kích thước lớn, chiều dài trung bình 25 - 35 cm. Cây thanh long thường ra hoa vào tháng 4 - 10; hoa nở vào ban đêm và tập trung vào lúc 20 - 23 giờ; từ lúc hoa nở đến lúc hoa tàn khoảng 2 - 3 ngày. 

- Quả thanh long to, hình bầu dục, khối lượng quả khi trưởng thành dao động khoảng 300 - 500 g tuỳ theo giống. Thời gian từ lúc nở hoa đến khi thu hoạch quả khoảng 22 - 30 ngày.