Dưa gang tây là loại dây leo phát triển bằng tua cuốn, với chiều dài có thể lên đến vài mét. Thân và cành mềm mại, có dạng vuông nhẹ, mép thường mang cánh nhỏ. Lá mọc so le, chia thành 3-5 thùy, trong đó thùy giữa lớn nhất, gốc lá hình tim, đầu nhọn, mép lá có khía răng cùng dạng lượn sóng. Bề mặt lá nhẵn bóng, gân lá xòe ra từ gốc giống hình chân vịt, cuống lá dài và có hai tuyến mật. Lá kèm mảnh, dạng sợi nhỏ.

Hoa mọc riêng lẻ tại nách lá, có màu tím, cuống hoa dài. Hoa không có tổng bao, đài gồm 5 răng hẹp nhọn, tràng có 5 cánh tách rời, xen kẽ với các lá dài. Tràng phụ có hai vòng: vòng ngoài mang những phiến hình sợi xoắn màu trắng tím, vòng trong ngắn hơn. Cấu trúc nhị nhụy kết hợp thành cột mang 5 nhị nhỏ, bầu hoa cao hơn, chứa một ô với nhiều noãn.

Quả thuộc dạng mọng, hình trứng hoặc tròn, khi chín chuyển sang màu vàng, bên trong có hạt được bao bởi áo hạt, vỏ hạt cứng.