Der Flaschenkürbis ist eine einjährige Kletterpflanze. Die Sprosse werden über 10 Meter lang. Die Sprossachse ist kantig. Die Ranken sind zweiteilig. Die Blätter sind groß, herzförmig und auf beiden Seiten dicht behaart. Ihr Geruch wird als unangenehm bezeichnet. An der Übergangsstelle vom Stiel in die Blattspreite sitzen zwei Sekretdrüsen.
Der Flaschenkürbis ist eine einhäusig getrenntgeschlechtige Art (monözisch). Die kultivierten Sorten haben große, weiße einzeln stehende Blüten mit langen Blütenstielen. Die Blüten öffnen sich während der Nacht und werden wahrscheinlich durch Motten bestäubt, möglicherweise auch durch Gurkenkäfer (Diabrotica, Acalymma) und andere Insekten.
Früchte
Die Früchte besitzen eine große Vielfalt an Formen und Größe: die Form reicht von breit, kugelig, birnförmig, keulenförmig, kellenförmig bis zylindrisch. Die kleinsten Sorten haben einen Durchmesser von fünf Zentimetern, die größten können drei Meter lang werden. Die Farbe reicht von hellgrün mit weißen Sprenkeln bis zu weiß, wobei die Rinde im Alter hellbraun wird. Junge Früchte sind behaart, zur Reife werden sie kahl. Die Rinde ist sehr dicht und verholzt, sie ist sehr haltbar und wasserdicht. Das Fruchtfleisch ist in unreifen Früchten weiß und wässrig, zur Reife papieren. Die Samen sind groß, braun, korkig und von eigentümlicher, gefurchter Gestalt.
Chromosomenzahl
Die Chromosomenzahl beträgt 2n = 22.