Es una planta herbácea anual, a veces bienal, erecta o decumbente, de tamaño muy variable según las variedades (las precoces suelen alcanzar una longitud de 1,2 m; las tardías, son casi siempre más grandes y pueden llegar al doble de longitud). Tiene tallos ramificado, a veces volubles, densamente glanduloso-pubescentes, con pelos cortos con o sin glándulas y pelos largos, blancos y pluricelulares. Las hojas llegan hasta 24 por 17 cm, ovadas u ovado-lanceoladas, imparipinnadas o biimparipinnadas con pecíolo de 1,5-6 cm y con folíolos que miden 4-60 por 3-40 mm, ovados, obtusos, peciolulados, enteros o lobados, muy desiguales, alternos, subopuestos u opuestos, en general verdes, glanduloso-pubescentes por el haz, cenicientos y tomentosos por el envés. La inflorescencia se compone de cimas racemiformes, aisladas o geminadas, con 3-7 flores, extraaxilar, con frecuencia opuesta a las hojas y con pedúnculo 4-15 mm, a veces bifurcado. Las flores son actinomorfas, hermafroditas, sin brácteas, conpedicelos de 5,5- 20 mm en flor, y de hasta de 30 mm, deflexos y ensanchados en la fructificación, con una articulación hacia la mitad o un poco por encima de la misma. Elcáliz tiene 6-10 mm en la floración y hasta de 30 mm en la fructificación. Es campanulado, con 5-7 sépalos soldados en la base, glanduloso-pubescente, y tubo de 0,5-1,5 mm, más corto que los lóbulos que miden 5-10 mm y son linear-lanceolados o linear-elípticos, subobtusos, ligeramente desiguales. La corola mide 8-12 mm, igual o ligeramente más larga que el cáliz, amarilla, glanduloso-pubescente, con 5-8 pétalos de 6-8,5 mm, soldados en la base, oblanceolados, ciliados, con tres nervios. Losestambres son glabros, iguales entre si, con filamentos de 0,2-1 mm, unidos en la parte inferior y con la parte distal libre, más corta que las anteras que tienen 6-8 mm. Elovario es glanduloso-pubescente con estilo cilíndrico, a veces ensanchado en el ápice, pubescente en la mitad inferior al menos cuando joven, y con estigma capitado, deprimido en el centro.
El fruto es una baya jugosa (el tomate propiamente dicho), de forma generalmente sub-esférica, globosa o alargada y, habitualmente, de unos 8 centímetros de diámetro, cortamente glanduloso-pubescente y verde cuando inmaduro y que toma generalmente un color rojo intenso con la maduración. Las semillas tienen 2,5-3 por 2 mm, son ovoides, comprimidas, lisas o muy velludas, parduscas y están embebidas en una abundante masa mucilaginosa.