Von den anderen kultivierten Kürbisarten lässt der Riesen-Kürbis sich durch folgende Merkmale unterscheiden: Der Fruchtstiel ist weich, rund, häufig korkig und verbreitert sich am Fruchtansatz nicht. Der Stängel ist weich und rund. Die Laubblätter sind nicht gelappt und weich. Die Samen sind weiß bis braun, oft dick. Die Samenoberfläche ist manchmal faltig. Die Samennarbe ist schief.
Vegetative Merkmale
Der Riesen-Kürbis ist eine einjährige, krautige Pflanze mit langen kletternden Sprossachsen. Einige Zuchtformen wachsen buschig. Er bildet Ranken. Die Sprossachse ist rund und weich. Die wechselständig angeordneten Laubblätter sind in Blattstiel und Blattspreite gegliedert. Die Blattspreite ist annähernd kreisrund, jedenfalls nicht deutlich gelappt.
Generative Merkmale
Die eingeschlechtigen Blüten sind radiärsymmetrisch. Die Kronzipfel sind nach außen gedreht.
Der Fruchtstiel ist kurz, schwammig, fast zylindrisch. Die Früchte sind Panzerbeeren, sehr variabel und können mehrere hundert Kilogramm Gewicht erreichen. Die Farben der runden bis ovalen Früchte sind Orange, Grün oder Grau, die Oberfläche ist glatt oder gerippt. Die Samen sind meist groß, dick, weiß oder braun, gewellt oder glatt.
Die Chromosomenzahl beträgt 2n = 40.