Vegetative Merkmale
Pastinak wächst als zweijährige krautige Pflanze und erreicht Wuchshöhen von 30 bis 120 Zentimetern, selten auch bis 300 Zentimetern. Es handelt sich um eine Halbrosettenpflanze mit fleischiger Rübe, im Bau ähnlich der Möhre (Daucus). Der intensive, angenehme Geruch der ganzen Pflanzenteile ist süßlich, etwas dem wilden Fenchel (Foeniculum vulgare) ähnlich. Der Stängel ist kantig gefurcht. Nach dem ersten Jahr wird eine Rübe als Speicherorgan ausgebildet. Die Rübe ist von gelblich-weißer Farbe; bei der Wildform ist sie dünn und hart, bei den Kulturvarietäten bis zu 6 Zentimeter dick, 20 Zentimeter lang, kegelförmig und bis zu 1,5 Kilogramm schwer. Im Unterschied zur Petersilienwurzel hat die Pastinakenrübe einen ausgeprägten Rand um den Austrittsbereich der Blätter. Die unterirdischen Pflanzenteile sind frosthart.
Ihre Laubblätter sind ein- bis zweifach gefiedert mit zwei bis sieben Fiederpaaren.
Blütenstand, Blüten und Früchte
Viele Blüten stehen in sieben- bis 20-strahligen doppeldoldigen Blütenständen zusammen. Hüllblätter sind keine vorhanden.
Die Blüten sind zwittrig. Die Kelchzähne sind winzig und dreieckig. Die Kronblätter sind gelb. Die Blütezeit reicht von Juli bis September. Die Blüten sind „nektarführende Scheibenblumen vom Heracleum-Typ“. Sie werden von Insekten aller Art besucht (Entomophilie). Die Windbestäubung ist zwar möglich, findet jedoch praktisch nicht statt.
Die Früchte sind Doppelachänen, die in schmal geflügelte Teilfrüchte zerfallen. Es sind Wind- und Tierstreuer. Auch Zufallsausbreitung durch Huftiere und Menschenausbreitung ist möglich. Das Saatgut ist ein bis zwei Jahre gut keimfähig. Das Tausendkorngewicht entspricht 2,5 bis 4 g.
Chromosomenzahl
Die Chromosomenzahl beträgt für alle drei Unterarten 2n = 22.