Kulturheidelbeeren sind ausdauernde, aufrecht wachsende, vielverzweigte, sommergrüne Halbsträucher (Chamaephyten). Sie können Wuchshöhen bis zu mehreren Metern erreichen oder wachsen mit nur wenigen Zentimetern Wuchshöhe als Bodendecker. Kennzeichnend sind krugförmige Blüten und blaue, bereifte Beeren.
Wuchsformen und Wurzelsystem
Die Gestalt (Habitus) der Kulturheidelbeeren variiert von Sorte zu Sorte. Während einige Auslesen streng aufrecht streben, wachsen andere mehr in die Breite und bilden eine ausladende Gestalt. Die Gruppe der hochbuschigen Formen (Northern und Southern Highbush Blueberries) bilden 2 bis 5 Meter hohe, rundliche, dichte und kompakte Büsche. Die aufrechten Sorten der Kaninchenäugigen Heidelbeeren (Rabbiteye Blueberries) erreichen etwa 4 Meter, halbhohe Formen (Half-Highbush Blueberries) zwischen 1 und 2 Meter. Die niedrigbuschigen Sorten (Lowbush Blueberries) werden zwischen 0,2 und 0,7 Meter groß und bilden Ausläufer. Sie wachsen lockerer als die hochbuschigen und halb-hochbuschigen Formen. Die Hauptpflanzenmasse besteht bei diesen aus Rhizomen, aus denen die aufrechten Sprosse wachsen.
Das Wurzelsystem verläuft stark verzweigt und oberflächennah ausgebreitet. Es verfügt über einen hohen Anteil an zum Teil verfilzenden Feinwurzeln. Sie sind faserig und sehr dünn und nicht wie andere Pflanzen mit Wurzelhaaren ausgestattet, die für die Aufnahme von Wasser und Nährstoffen wichtig sind.
Blätter und Triebe
Das Holz der Triebe ist hart und spröde, die Rinde grau und rissig. Sortenabhängig verzweigen sie sich mehr oder weniger stark. Junge Triebe sind meist kahl, grün bis gelblich grün und zum Teil rötlich überlaufen (zweijährige Triebe) mit warziger Oberfläche.
Die Blätter stehen wechselständig am Spross. Sie sind oberseits frisch- bis dunkelgrün und kahl. Unterseits sind sie heller gefärbt und, zumindest an der Nervatur, meist leicht behaart. Etwa Mitte Juni haben die Sträucher ihre größte Blattfläche im Jahresverlauf entwickelt. Vor dem Laubabwurf im Herbst verfärben sich die Blätter durch die Bildung von Anthocyanen gelb bis leuchtend rot. Dieses verleiht den Kulturheidelbeeren einen hohen Zierwert. Die Blätter der hohen bis halbhohen Sorten sind eiförmig bis länglich oval zugespitzt mit glatten Blatträndern. Die Blattgröße ist am Strauch sehr unterschiedlich. Die Blätter der Seitentriebe werden meist nicht länger als 5 bis 6 Zentimeter, jene der kräftigen Bodentriebe erreichen dagegen 10 Zentimeter und mehr. Die Laubblätter der niedrigbuschigen Selektionen sind kleiner als jene der vor genannten und am Rand meist mehr oder weniger gezähnt.
Blüten, Früchte und Samen
Die gelblich weißen bis zart rosafarbenen Blüten sind krugartig geformt. Diese bis zu 20 Millimeter langen und etwas aufgeblasenen Blütenröhren bestehen aus fünf miteinander verwachsenen Blütenkronblättern. Jede Blüte verfügt über acht bis zehn Staubblätter an der Basis des Kelches, die ihrerseits eine deutlich längere Narbe umgeben. Am Grund des Kelches liegen die Nektar produzierenden Nektarien. Die Blütenknospe bringt eine Doldentraube aus bis zu zwölf Einzelblüten hervor. Die unteren Blüten sind länger gestielt als die oberen. Manche Sorten entwickeln mehrere Doldentrauben aus einer Blütenknospe. Die Blütenknospen erscheinen in der Mehrzahl an den Triebspitzen, weniger an der Triebbasis. Sie sind deutlich runder und kräftiger als die kleinen und zugespitzten Blattknospen. Kulturheidelbeeren blühen überwiegend an den Seitentrieben erster Ordnung. Der unterständige Fruchtknoten wird von fünf grünen Kelchblättern umgeben, die auf der reifen Frucht als fleischige Höcker erkennbar sind.
Allen Kulturheidelbeersorten sind die hellblauen, leuchtend blauen bis schwarz-blauen Fruchtschalen der Beeren gemeinsam. Das Fruchtfleisch ist weißlich. Die Beeren tragen einen weißen Reif auf der Oberfläche, dieser Überzug wird durch mikroskopisch kleine Wachsteilchen hervorgerufen, die in der Fruchtschale gebildet, mit dem Atmungswasser nach außen transportiert und dort abgelagert werden. Die Größe der Beeren variiert je nach Sorte in einem weiten Bereich, sie sind durchschnittlich zwischen 5 und 12 Millimeter breit, zum Teil bis zu 30 Millimeter.
Die Früchte bergen 30 bis 80, sehr kleine, hellbraune Samen. Rund 4000 der Samen wiegen 1 Gramm. Sie sind bereits zur Fruchtreife keimfähig und benötigen kein Einwirken einer längeren Kältephase (Vernalisation). Die Keimwurzel erscheint nach etwa 14 bis 35 Tagen, die Keimblätter nach etwa 3 bis 8 Wochen.