ต้นบวบขม จัดเป็นไม้ล้มลุกเลื้อยพันหรือทอดเลื้อยไปตามพื้นดิน มีขนาดยาวประมาณ 2-5 เมตร มีมือเกาะจับต้นไม้อื่น ตลอดเถา กิ่งก้าน และใบมีขนขึ้นประปราย ขึ้นเองตามริมน้ำ ตามที่รกร้างทั่วไป ไม่นิยมปลูกไว้เพื่อกินผลเป็นอาหาร เนื่องจากเนื้อในผลมีรสขม ส่วนใหญ่แล้วจะปลูกตามสวนสมุนไพรเพื่อใช้เป็นยาเท่านั้น 

ใบบวบขม ใบเป็นใบเดี่ยว ออกเรียงสลับ ลักษณะของใบเป็นรูปห้าเหลี่ยม หรือรูปโล่แกมรูปไตถึงรูปไข่กว้าง ปลายใบแหลมหรือกลม โคนใบเว้าเข้าหากลางใบหรือเป็นรูปหัวใจ ส่วนขอบใบจักเป็นซี่ฟันและมีรอยเว้าลึกทำให้เป็น 5 แฉก แผ่นใบมีขนาดกว้างประมาณ 8-12 เซนติเมตร และยาวประมาณ 7-10 เซนติเมตร ผิวใบสากมือ มีขนทั้งสองด้าน แต่ขนด้านล่างจะยาวกว่าด้านบน เส้นใบเป็นร่องลึกเห็นได้ชัด เส้นใบออกจากจุดเดียวกันที่โคนใบ 5 เส้น ก้านใบเล็กและมีขน ยาวประมาณ 2-7 เซนติเมตร 

ดอกบวบขม ดอกเป็นแบบแยกเพศ อยู่คนละต้น ดอกเพศผู้จะออกเป็นช่อยาวประมาณ 6-16 เซนติเมตร ก้านดอกเล็กคล้ายเส้นด้ายและมีขนเล็กน้อย กลีบรองกลีบดอกโคนเชื่อมติดกัน ปลายแยกออกเป็น 5 กลีบ ยาวประมาณ 1.5-1.6 เซนติเมตร กลีบยาว 1.5 มิลลิเมตร กลีบดอกมี 5 กลีบ ลักษณะเป็นรูปไข่แกมสามเหลี่ยมยาวประมาณ 7 มิลลิเมตร มีเส้น 3 เส้น กลีบอยู่ชิดกัน มีเกสรเพศผู้ 3 อัน เป็นรูปทรงกระบอก มีขนาดกว้างประมาณ 1.5 มิลลิเมตร และยาวประมาณ 3 มิลลิเมตร ส่วนดอกเพศเมียจะออกเป็นดอกเดี่ยว สีเหลือง โดยจะออกตามซอกใบ ก้านดอกยาวประมาณ 3-12 มิลลิเมตร กลีบรองกลีบดอกและกลีบดอกมีลักษณะเหมือนกัน ดอกเพศผู้ รังไข่เป็นรูปยาวรีและมีขนยาวนุ่ม ท่อรังไข่เล็กเหมือนเส้นด้าย ยาวประมาณ 1.6-1.8 เซนติเมตร 

ผลบวบขม ลักษณะของผลเป็นรูปกลมรีหรือรูปไข่ หัวท้ายแหลม ผลกว้างประมาณ 4-6 เซนติเมตร และยาวประมาณ 8-12 เซนติเมตร ผิวผลเป็นสีเขียวมีตุ่มเล็ก ๆ ขรุขระเล็กน้อย มีจุดประสีขาวทั่วผล ลายสีเขียวเข้มตามความยาวของผล ผลมักงอเล็กน้อย มีรสขม ภายในมีเมล็ดอ่อนสีขาวจำนวนมากอัดแน่นกันเป็นแถว เมื่อแก่เป็นสีดำรูปหยดน้ำ แบน มีขนาดกว้างประมาณ 0.4-0.5 เซนติเมตร และยาวประมาณ 0.8 เซนติเมตร