Vegetative Merkmale
Der Fenchel ist eine zweijährige bis ausdauernde krautige Pflanze, die Wuchshöhen von 40 bis 200 cm erreicht und würzig (anisähnlich) riecht. Der stielrunde Stängel ist kahl und bläulich bereift. Die Pflanze bildet mit ihren Speicherblättern knollenähnliche Zwiebeln. Die zwei- bis dreifach gefiederten Laubblätter sind haarförmig geschlitzt. Die Blattstiele besitzen 2 bis 2,5 cm lange, kapuzenförmig geformte Blattscheiden. Die Blattstiele der unteren Blätter sind 5 bis 15 cm lang.
Generative Merkmale
Die doppeldoldigen Blütenstände weisen einen Durchmesser von 5 bis 9 cm auf und enthalten an 2 bis 25 cm langen Stängeln sechs bis 29 (selten bis zu 40) Döldchen. Die Döldchen enthalten 14 bis 42 kleine Blüten. Hüllen und Hüllchen sind keine vorhanden. Die zwittrigen Blüten sind fünfzählig. Der Kelch besteht aus hinfälligen Kelchzähnen. Die verkehrt-eiförmigen Kronblätter sind gelb. Es gibt nur einen Kreis mit fünf freien, fertilen Staubblättern. Der Griffel ist sehr kurz.
Die kleinen Früchte sind mehr oder weniger zylindrisch und nicht geflügelt mit fünf charakteristischen, breiten, stumpfen Rippen.
Die Chromosomenzahl beträgt 2n = 22.