ขมิ้นชันเป็นไม้ล้มลุก อายุหลายปี สูง 30-95 ซม. มีลำต้นใต้ดินเรียกว่าเหง้า ประกอบด้วยแง่งที่มีลักษณะต่างๆ กันคือ แง่งแม่หรือแง่งหลักจะมีลักษณะกลม ซึ่งจะเป็นที่แตกของแขนงที่สองและสามต่อไป แขนงที่แตกออกมานี้ถ้ามีลักษณะกลมจะเรียกว่า หัว และถ้ามีลักษณะยาวคล้ายนิ้วมือจะเรียกว่า นิ้ว ซึ่งเป็นที่เกิดของรากฝอย เนื้อในหัวมีสีเหลืองอมส้มหรือสีเหลืองจำปาปนสีแสด และมีกลิ่นหอม ส่วนลำต้นเหนือดินคือกาบก้านใบที่เรียงซ้อนกันเป็นลำต้นเทียม

ใบ เป็นใบเดี่ยว กลางใบสีแดงคล้ำ แทงออกจากเหง้าใต้ดิน ลักษณะใบรูปใบหอกยาวเรียว ปลายใบแหลม กว้าง 12-15 ซม. ยาว 30-40 ซม. มีเส้นกลางใบเห็นได้ชัดเจนทางด้านล่างของใบ ใบเรียงแบบสลับ และอยู่กันเป็นกลุ่ม

ดอก ออกเป็นช่อ ช่อดอกจะเกิดบนลำต้นที่มีใบหรือโผล่ขึ้นมาจากใจกลางของกลุ่มใบ ช่อดอกมีรูปร่างแบบทรงกระบอกหรือรูปกรวย ใบประดับมีสีเขียวอ่อนๆ หรือสีขาว กลีบดอกสีเหลืองอ่อน ตรงปลายช่อดอกจะมีสีชมพูอ่อน จัดเรียงซ้อนกันอย่างเป็นระเบียบ กลีบรองกลีบดอกจะเชื่อมติดกันเป็นรูปท่อ มีขน กลีบดอกมีขาว ตรงโคนเชื่อมติดกันเป็นท่อยาว บานครั้งละ 3-4 ดอก

ผล รูปกลมมี 3 พู