空心菜根系發達,須根系發達,分布淺,再生能力強。葉對生,馬蹄形。真葉互生,長方形,長葉柄,心形或披針形基葉,平滑,平展,全緣,深綠色或淺綠色,網狀脈,中脈突出。莖匍匐,扁圓或圓形,中空,匍匐,柔軟,綠色或淡紫色。莖有節,每個節除腋芽外均可長出不定根,節長3.5 ~ 5厘米。幹燥型有短節,水生型有長節。主莖收獲後,其基部的1 ~ 2腋芽開始萌發1次並迅速生長。收獲1側枝後,基部的1 ~ 2腋芽又開始萌發,形成第二個分枝,以此類推,隨著側枝數量的增加。聚傘花序,1到數朵花,腋生,花冠漏鬥狀,完全開花,白色或淺紫色。卵巢有兩個腔室。蒴果,卵球形,含2 ~ 4粒種子。種子近圓形,皮厚,深褐色,表面有白毛,千粒重32-37克。空心菜用種子或嫩莖繁殖。