菊芋是多年生草本植物，高1-3m。具块状地下茎。茎直立，上部分枝，被短糙毛或刚毛。基部叶对生，上部叶互生；有叶柄，叶柄上部有狭翅；叶片卵形至卵状椭圆形，长10-15cm，宽3-9cm，先端急尖或渐尖，基部宽楔形，边缘有锯齿，上面粗糙，下面被柔毛，具3脉。头状花序数个，生于枝端，直径5-9cm，有1-2个线状披针形的苞叶；总苞片披针形或线状披针形，开展；舌状花中性，淡黄色，特别显著；管状花两性，阴云育，花冠黄色、棕色或紫色，裂片5。瘦果楔形；冠毛上端常有2-4个具毛的扁芒。花期8-10月。
依块茎皮色可分为红皮和白皮两个品种。菊芋耐寒、耐旱，块茎在6～7℃时萌动发芽，8～10℃出苗，幼苗能耐1～2℃低温，18～22℃和12h日照有利于块茎形成，块茎可在–25～–40℃的冻土层内能安全越冬。