火龙果为多年生攀援性的多肉植物。植株无主根，侧根大量分布在浅表土层，同时有很多气生根，可攀援生长。根茎深绿色，粗壮，长可达7米，粗10-12厘米，具3棱。棱扁，边缘波浪状，茎节处生长攀援根，可攀附其他植物上生长，肋多为3条，每段茎节凹陷处具小刺。由于长期生长于热带沙漠地区，其叶片已退化，光合作用功能由茎干承担。茎的内部是大量饱含粘稠液体的薄壁细胞，有利于在雨季吸收尽可能多的水分。
芽内有数量较多的复芽和混合芽原基，可以抽生为叶芽、花芽。花芽发育前期，在适宜的温度条件下，可以向叶芽转化。而旺盛生长的枝条顶端组织，也可以在适当的条件下抽生花芽。
花白色，巨大子房下位，花长约30厘米，故又有霸王花之称。花萼管状，宽约3厘米，带绿色（有时淡紫色）的裂片；具长3-8厘米的鳞片；花瓣宽阔，纯白色，直立，倒披针形，全缘。雄蕊多而细长，多达700-960条，与花柱等长或较短。花药乳黄色，花丝白色；花柱粗，0.7-0.8厘米，乳黄色；雌蕊柱头裂片多达24枚。
间种与人工授粉：种植火龙果时，要间种10%左右的白肉类型的火龙果。品种之间相互授粉，可以明显提高结实率。若遇阴雨天气，要进行人工授粉。授粉可在傍晚花开或清晨花尚未闭合前，用毛笔直接将花粉涂到雌花柱头上。
它含有一般植物少有的植物性白蛋白及花青素、丰富的维生素和水溶性膳食纤维。白蛋白是具黏性、胶质性的物质，对重金属中毒具有的功效。由于工业废水、废弃物处理回收未获重视，以致各种水资源受到了严重重金属污染，除了直接饮用水中毒外，人类摄人食品重金属含量超标也易中毒。而白蛋白在人体内遇到重金属离子时，会自动与重金属离子结合，由排泄系统排除体外，起到的作用。因此，食用含白蛋白丰富的火龙果，可避免重金属离子的吸收而中毒。白蛋白对胃壁还有保护作用。而且火龙果花、果、茎中的白蛋白十分优良，稳定性。