甜菜是壹種兩年生草本植物，莖有1-2米高，葉長5-20厘米，葉形多變異，有長圓形，心臟形或舌形，葉面有皺紋或平滑；花小，綠色，每朵直徑僅3-5毫米，5瓣，風媒。果實球狀褐色，通常數個聯生成球果；主根為肉質塊根，有圓錐形，也有紡錘形和楔形，皮有紅色、紫色、白色、淺黃色等不同的品種，喜涼爽氣候，根中含糖分，可以生產砂糖，但在高溫和潮濕地區生長的甜菜含糖量低。根系屬直根系，由主根肥大而形成的肉質塊根，以楔形、圓錐形、紡錘形和錘形為主。塊根分為根頭、根頸和根體三部分：根頭上部與根頸相接，根頸下端至主根直徑1厘米處為根體，直徑1厘米以下的稱根尾。根體兩側各生有壹條根溝，生長大量須根。含糖量以根頭最低，根頸較高，根體最高。從根體橫斷面看，以中層含糖最高，內層次之，外層最少。出苗時幼根向土壤深處延伸約15厘米，在生出兩對真葉時主根入土深度達30厘米，側根5～10厘米。到收獲時主根入土深達2米左右。葉為單葉，由根頭頂端的葉芽長出，以螺旋式排列叢生於根頭上，有葉柄，葉片變異大，但同壹自交系或用無性繁殖的同壹無性系植株的葉片形狀則基本壹致。壹年生二倍體植株葉片有盾形、心臟形、犁鏵形、矩圓形、團扇形和柳葉形等。葉柄呈肋骨狀，斷面壹般呈三角形。多數葉柄與地面成70°角的稱直立狀葉叢；多數葉柄與地面成30°以下角度的稱匍匐狀葉叢；居於二者間的稱斜立狀葉叢。
種株第2年進入生殖生長階段。由根頭的芽發育成花枝，根頭的頂芽發育成主枝，腋芽發育成側枝。主枝和側枝出生的花枝為第1分枝，由第1分枝再生出第2分枝。花枝基部呈圓柱狀；頂端為三棱或多棱肋骨狀。植株按花枝形態可分單枝型、混合枝型和多枝型3種。兩性花，通常由3～5朵花聚生於花枝上。聚生花的下端有1苞片，每朵花由花被、雄蕊和雌蕊組成。開花後形成聚花果，果中有3～5粒或7～8粒種子，稱多粒形種球；單生的花形成單果，果中有1粒種子，稱單粒形種球。甜菜的種球是堅果和蒴果的中間類型。種子呈腎形，較扁平。
生長習性
甜菜在深而富含有機質的松軟土壤上生長良好；施用化肥和糞肥均有良效。普遍實行灌溉，能忍耐鹽堿含量較高的土壤，但對強酸性土壤和低硼敏感。缺硼則抑制生長並使根內出現黑心病。甜菜廣泛種植於溫帶和寒溫帶地區，溫熱地區則在涼爽季節種植。在適宜的氣候下，菜用甜菜生長期為8～10周，某些飼料甜菜則長達30周。
生長第1年主要是營養生長，可分為幼苗、葉叢繁茂、塊根糖分增長和糖分積累4個時期。生長第2年主要是生殖生長，可分為葉叢、抽薹、開花和種子形成4個時期。甜菜為喜溫作物，但耐寒性較強。全生育期要求基礎溫度10℃以上的積溫2800～3200℃。塊根生育期的適宜平均溫度為19℃以上。當土壤5～10厘米深處溫度達到15℃以上時，塊根增長最快，4℃以下時近乎停止增長。晝夜溫差與塊根增大和糖分積累有直接關系，晝溫15～20℃，夜溫5～7℃時，有利於提高光合效率和降低夜間呼吸強度，增加糖分積累。適宜塊根生長的最大土壤持水量為70～80%。持水量超過85%時塊根生長受到抑制；90%以上時塊根開始窒息，終致死亡。糖分積累期持水量低於60%時塊根生長緩慢，根體小而木質化程度高，品質較差，不利於加工制糖。塊根生長前期需水不多，生育中期需有足夠水分，生育後期需水量減少。全生育期降水量以300～400毫米為宜，收獲前1個月內降水宜少，否則含糖率顯著降低。適宜的日照時數為10～14小時。在弱光條件下，光合強度降低，塊根生長緩慢。日照時數不足會使塊根中的全氮、有害氮及灰分含量增加，降低甜菜的純度和含糖率。在遮光條件下，塊根中單糖占優勢，品質顯著變化。