Es una planta herbácea de ciclo anual, trepadora o rastrera, de textura áspera, con tallos pilosos provistos de zarcillos y hojas de cinco lóbulos profundos.

El fruto de la planta es grande (normalmente más de 4 kilos), pepónide, carnoso y jugoso (más del 90% es agua), casi esférico, de textura lisa y sin porosidades, de color verde en dos o más tonos. La pulpa es de color rojo —por el antioxidante licopeno, también presente en los tomates.

El fruto contiene alrededor de 6% de azúcares y 90% de agua por peso. Es una buena fuente de vitamina C, como muchos otros frutos.

En diferentes partes de México y según su medicina tradicional empírica, la sandía posee una serie de propiedades que la hacen apta para ser usada como medicina. En Puebla, se recomienda para tratar el paludismo, y en Sonora para el reumatismo, estreñimiento, afecciones renales, gota y trastornos de las vías urinarias.