落叶灌木,根茎粗壮,株高1~2米。肉质根肥大。二回三出(又叫五裂)羽状复叶,顶生小叶三裂,无毛,小叶片卵形至长卵形,长4.5~8厘米,宽2.5~7厘米,背面有白粉,平滑无毛;顶生小叶3裂,裂片又2~3裂,侧生小叶2~3裂或全缘。碧绿千张;初夏开花,花单生枝顶花大,大型,径10~30厘米,有清香味,花色丰富,花色有白、黄、粉、红、紫及复色,雄蕊和雌蕊着生于肉质花盘上,密被细毛,有单瓣、重瓣。以其“花似芍药,而宿木似木”,故而获得木芍药之名。苞片及花萼各5,苞片叶状;花瓣常为倒卵形;雄蕊多数,离心发育;花盘紫红色,革质,全包心皮,离生心皮5枚,稀更多。聚合蓇荚果长圆形,开花后坐果,密生黄褐色硬毛,沿腹缝线开裂;大致8~9月成熟。种子黑色或深褐色,光亮。
牡丹花花大色艳,富丽堂皇,典雅华贵,姿、色、香兼备,是我国传统名花,素有“花中之王”之称,素有“国色天香”之誉。为我国十大名花之一,长期以来,我国人民把牡丹作为富贵吉祥、和平幸福、繁荣昌盛的象征,代表着雍容华贵、富丽高雅的文化品位。我国洛阳为牡丹之乡,品种繁多,色泽鲜艳,花多而硕大,目前已有黄、白、粉、红、紫、黑、蓝、绿等色。花大如盘、似球,面径盈尺。唐时的许多名贵古老品种,至今仍得以保留,如姚黄、魏紫、葛巾、二乔、豆绿、酒醉杨妃、烟绒紫、洛阳红、夜光白、文公红、状元红、蓝田玉、火炼金丹、青龙卧墨池等。牡丹为洛阳市花,定于每年4月15日至4月25日为牡丹花会。作为观赏植物栽培大约始于南北朝时期,在唐朝传入日本,1656年以后,荷兰、英国、法国等欧洲国家陆续引种,20世纪初传人美国。品种繁多,花色丰富,群体观赏效果好,是园林、庭园和盆栽的上品花卉。最适于成片栽植,建立牡丹专类园。盆栽用于客厅、卧室、书房等摆放观赏;常用于布置花境、花坛等;根皮称丹皮入药,清热凉血、活血化瘀。