（1）根。冬瓜为深根性植物，其根分为主根、侧根和须根。主根入土较深，可达1~1.5米；侧根和须根多而发达，分布在耕作层15~25厘米范围内。根群分布具有趋肥、趋水的特性，一般有机肥较多、土层疏松、潮湿的地方根群分布比较密集。冬瓜易产生不定根，在高产栽培时，可通过培土或压蔓等方法促使不定根的发生，扩大冬瓜根的吸收面积，以保持蔓叶上的旺盛生长和果实发育的需要。
（2）茎。冬瓜的茎蔓性，五角棱形，绿色，中空，表面密被茸毛，分枝力强。茎上有节，节上可长叶和卷须等。初生茎节只有1个腋芽，抽蔓开始后每个叶节都潜伏着侧芽、花芽和卷须。在一定条件下，侧芽可萌发成新的侧蔓，花芽可开花或结果，卷须可伸长起攀缘作用。一般栽培冬瓜都采用整枝摘心等技术控制其生长和开花结果，茎的长度控制在3~5米。
（3）叶。冬瓜的叶为单叶，互生，无托叶。叶色浅绿或深绿，叶缘为齿状，叶脉网状，背部突起，叶柄和叶片正反面上都密生茸毛，可减少水分蒸发。初生基叶为卵圆形或近肾形，随茎蔓的生长，叶形发生变化，叶片边缘裂刻加深，由浅裂变为深裂，成为七裂掌状单叶。成长健壮的植株，在25℃~30℃条件下，1天可分化一片小叶，3天发育成一片功能叶。
（4）花。冬瓜为花，大部分品种雌雄同株异花，即在同一株上有雌花和雄花。主蔓10余节后的每个茎节的叶腋间都发生花芽。一般雄花分化较早，着生在植株的节位较低，雌花则分化较晚。雄花花冠宽大，花瓣5片，黄色，在花的中央三角形排列雄蕊3~5枚，顶生花药；花冠基部为花萼，萼片5个，近戟形，绿色。雌花花瓣与雄花相同，雌蕊位于花冠基部中心处，柱头先端呈瓣状，3裂，浅黄色。子房下位，形状因品种而异，有长椭圆形、短椭圆形、柱形等，绿色，密被茸毛。雌雄花开放的时间均在每天上午露水干后，晴天在7~9时，如遇阴雨天或高湿、低温等则延迟至10时后开放。开花期较短，一般24小时后花冠自然凋谢，柱头变褐，逐步失去发芽授粉能力。在花药开放前一天，花粉粒就已有发芽的能力，可以进行授粉受精，但受精能力以花朵盛开为最高，此时宜进行人工授粉。早熟品种第一雌花多出现在4~5节，中熟品种多出现在9~12节，晚熟品种多出现在15~25节，以后每间隔2~4节再着生第2~3朵雌花。早、中熟品种雌花易连续着生，可有4~5朵连续着生，而晚熟品种仅有1~2朵雌花连续着生。环境条件适宜可降低主蔓上雌花出现的节位。侧蔓分化出雌花较早，多在第一、第二节便发生雌花。
（5）果实。冬瓜的果实为瓠果，其形状有扁圆形、短圆柱形、长圆柱形等，外被茸毛，茸毛随着果实成熟逐渐减少，被白色蜡粉（如灰皮冬瓜）或无白色蜡粉（如青皮冬瓜）。果实大小也因品种不同而相差悬殊，单果重可达40~50千克，也有的仅重1~2千克。冬瓜嫩果或成熟果均可食用，嫩果不宜贮藏，也不能采种，以充分成熟的果实最耐贮藏、运输，采种质量也好。
（6）种子。冬瓜的种子为卵圆形或长圆形，扁平，一端稍尖，一端稍圆。尖端有两个小突起，小的为种脐，较大的为珠孔。种皮黄白色或灰白色，一般边缘光滑，少量有裂纹。有的种子边缘有一环形脊带，称为“双边冬瓜籽”，无脊带者称为“单边冬瓜籽”。双边种子较轻，单边种子较重。一般冬瓜种子千粒重50~100克。发芽年限为3~5年，生产中以1~2年种子为好，3年后种子发芽率降低较快。