亚马逊王莲是多年生或一年生大型浮叶草本植物。根状茎直立块状，具粗壮发达的不定根，白色，质地软而脆。初生叶呈针状，2-3片叶呈矛状，4-5片叶呈戟形，6-10片叶呈椭圆形至圆形，11片叶后叶缘上翘呈盘状，直立，高7-10厘米；叶面绿色略带微红，有皱褶，无刺；背面紫红色，具刺，叶脉为突起的放射网状，脉上具2-3厘米长的锐刺；叶子浮于水面，叶直径1-3米。叶柄绿色，密被粗刺，叶梗长1-3米。叶片伸展开的覆盖面约达6-10平方米。叶盘具有数十千克的负重能力，并且能够长期保持展开的状态，这些特征是与其内部的构造有着紧密的关系。紧密的关系。在其叶片和叶脉中，有着许多充满气体的空腔，能够大大增加叶片的浮力。在叶片的背面，一条条粗壮的、交错隆起的叶脉，如同相互拼插的木板，形成了一个个方形的小盒。这种结构能够有效保持叶面的稳定性，使叶子保持舒展。

夏季开花，花单生，常伸出水面开放，花大且美。萼片4片，卵状三角形，绿褐色，外面全被刺；花瓣多数，倒卵形，长10-22厘米，第一天白色，有白兰花香气，第二天花瓣变为淡红色至深红色。壮观的花朵相对短暂，仅持续48小时左右。雄蕊多数，花丝扁平，长8-10毫米；子房下位密被粗刺。浆果球形，种子黑色。花果期7-9月（在温室可延续至12月）。