火龍果同仙人掌類植物壹樣，植株無主根，側根大量分布在淺土層，同時著生很多氣生根，可攀緣生長。根莖深綠色，粗壯，長可達7米，粗10~12厘米，具3棱。莖節處生長攀緣根，可攀附在其他植物上生長。
由於長期生長在熱帶沙漠地區，其葉片已退化，光合作用功能由莖幹承擔。花白色，巨大子房下位，花長約30厘米，故又有霸王花之稱。在自然狀態下，果實於夏秋季成熟，味甜多汁，有近萬粒具香味的芝麻狀種子，故又稱為芝麻果。