百合花为整齐花，辐射对称，花被片6枚，2轮，每轮3片，雄蕊群6枚，2轮排列，每轮3枚雌蕊群由3个心皮组成，合生，子房3室，上位常有香味，有白、黄、橙、粉、红、紫、绿等色，部分还有斑点、条纹或镶边。
百合花是多叶茎草本植物，越冬时形成鳞茎，且为无被鳞茎。一些北美洲百合的鳞茎基部会长成根状茎，上长有很多小鳞茎。还有一些百合具匍匐茎。大多数种类的百合鳞茎需深埋，但也有一些物种的鳞茎要浅埋在土壤中。
很多百合还会长出茎生根。百合的鳞茎在土壤中自然生长，每年新生的茎在破土而出时偶生根，这些根可以辅助鳞茎基部的根。
自然原生状况下，大多数百合是落叶植物，主要于严寒，短日，缺乏液态水的冬季休眠。但部分分布于冬季温和且夏季高温(可能伴随干燥如地中海型气候区)地区的百合（如白百合，松树百合，麝香百合），夏季短暂休眠后，秋季萌芽形成基生莲座叶丛，越冬后茎伸长开花。
