ต้นขี้เหล็ก เป็นไม้ยืนต้นสูงประมาณ 8-15 เมตร ลำต้นมักคดงอ เปลือกมีสีเทาถึงน้ำตาลดำแตกเป็นร่องตื้น ๆ ตามยาว แตกกิ่งก้านเป็นพุ่มแคบ ส่วนลักษณะของผลขี้เหล็ก มีลักษณะเป็นฝักแบนกว้าง 1.4 เซนติเมตร ยาว 15-23 เซนติเมตร มีความหนา มีสีน้ำตาล มีเมล็ดหลายเมล็ด

ใบขี้เหล็ก เป็นใบประกอบแบบขนนก เรียงสลับกัน ใบเป็นสีเขียวเข้ม มีใบย่อยรูปรี 5-12 คู่ กว้างประมาณ 1.5 เซนติเมตร ยาวประมาณ 4 เซนติเมตร ที่ปลายสุดเป็นใบเดี่ยว ปลายใบเว้าตื้น โคนใบมน ขอบและแผ่นใบเรียบ โดยใบขี้เหล็ก 100 กรัมจะมีเบต้าแคโรทีน 1.4 มิลลิกรัม, ธาตุแคลเซียม 156 มิลลิกรัม, ธาตุฟอสฟอรัส 190 มิลลิกรัม, ธาตุเหล็ก 5.8 มิลลิกรัม, เส้นใยอาหาร 5.6 กรัม, โปรตีน 7.7 กรัม, คาร์โบไฮเดรต 10.9 กรัม, พลังงาน 87 กิโลแคลอรี

ดอกขี้เหล็ก จะออกดอกเป็นช่อแยกแขนงที่ปลายกิ่ง มีดอกสีเหลือง กลีบเลี้ยงกลมมี 3-4 กลีบ ปลายมน กลีบดอกมี 5 กลีบ ปลายมน โคนเรียว หลุดร่วงง่าย ก้านดอกจะยาว 1-1.5 เซนติเมตร และมีเกสรตัวผู้หลายเกสร และในบรรดาผักผลไม้ไทยทั้งหลาย ดอกขี้เหล็กก็จัดเป็นผักที่มีวิตามินซีสูงมากที่สุดเป็นอันดับ 1 โดยมีวิตามินซีมากถึง 484 มิลลิกรัมต่อดอกขี้เหล็ก 100 กรัม และยังมีเบต้าแคโรทีน 0.2 กรัม, ธาตุแคลเซียม 13 มิลลิกรัม, ธาตุฟอสฟอรัส 4 มิลลิกรัม, ธาตุเหล็ก 1.6 มิลลิกรัม, เส้นใยอาหาร 9.8 กรัม, โปรตีน 4.9 กรัม, คาร์โบไฮเดรต 18.7 กรัม และให้พลังงาน 98 กิโลแคลอรี