เตยหนามเป็นไม้พุ่มกึ่งไม้ต้น สูง 3-7 ม. ล้าต้นมักแตกกิ่งก้านสาขา มีรากอากาศค่อนข้างยาว และใหญ่ 

ใบเดี่ยวเรียงเวียนสลับกันเป็น 3 เกลียวที่ปลายกิ่ง รูปร่าง กว้าง 0.7-2.5 ซม.ยาว 3-9 ซม. ค่อยๆ เรียวแหลมไปหาปลายขอบมีหนามแข็งยาว 0.2-1 ซม. แผ่นใบด้านล่างมีนวล 

ดอกแยกเพศ อยู่ต่างต้นกัน ออกตามปลายยอด มีจำนวนมาก ติดบนแกนของช่อ ไม่มีกลีบเลี้ยงและกลีบดอก ช่อดอกเพศผู้ตั้งตรง ยาว 25-60 ซม. มีกาบสีนวลหุ้ม กลิ่นหอม เกสรเพศผู้ติดรวมอยู่บนก้านซึ่งยาว 0.8-2 ซม. ช่อดอกเพศเมียค่อนข้างกลม ประกอบด้วยเกสรเพศเมียเชื่อมติดกัน 3-5 อัน เป็นกลุ่ม 5-12 กลุ่ม แต่ละกลุ่มกว้าง 2-5 ซม. ยาว 3-7 ซม. ปลายหยักตืนเป็นร่องระหว่างยอดเกสรเพศเมีย ยอดเกสรเพศเมียเรียงเป็นวง 

ผลเบียดกันแน่นเป็นก้อนกลม เส้นผ่านศูนย์กลาง 10-20 ซม. แต่ละผลกว้าง 2-6.5 ซม. ยาว 4-7.5 ซม. เมื่อสุกหอม โคนสีเหลือง ตรงกลางสีแสด ตรงปลายยอด สีน้ำตาลอมเหลือง ผลที่สุกแล้วมีโพรงอากาศจำนวนมาก