木瓜海棠属落叶灌木至小乔木，高2-6米；枝条直立，具短枝刺；小枝圆柱形，微屈曲，无毛，紫褐色，有疏生浅褐色皮孔；冬芽三角卵形，先端急尖，无毛，紫褐色。叶片椭圆形、披针形至倒卵披针形，长5-11厘米，宽2-4厘米，先端急尖或渐尖，基部楔形至宽楔形，边缘有芒状细尖锯齿，上半部有时形成重锯齿，下半部锯齿较稀，有时近全缘，幼时上面无毛，下面密被褐色绒毛，以后脱落近于无毛；叶柄长约1厘米，有毛或无毛；托叶草质，肾形、耳形或半圆形，边缘有芒状细锯齿，下面被褐色绒毛。
花先叶开放，2-3朵簇生于二年生枝上，花梗短粗或近于无梗；花直径2-4厘米；萼筒钟状，外面无毛或稍有短柔毛；萼片直立，卵圆形至椭圆形，长3-5毫米，宽3-4毫米，先端圆钝至截形，全缘或有浅齿及黄褐色睫毛；花瓣倒卵形或近圆形，长10-15毫米，宽8-15毫米，淡红色或白色；雄蕊45-50，长约花瓣之半；花柱5，基部合生，下半部被柔毛或绵毛，柱头头状。
果实卵球形或近圆柱形，先端有突起，长8-12厘米，宽6-7厘米，黄色有红晕，味芳香。花期3-5月，果期9-10月。
