木瓜海棠属落叶灌木至小乔木,高2-6米;枝条直立,具短枝刺;小枝圆柱形,微屈曲,无毛,紫褐色,有疏生浅褐色皮孔;冬芽三角卵形,先端急尖,无毛,紫褐色。叶片椭圆形、披针形至倒卵披针形,长5-11厘米,宽2-4厘米,先端急尖或渐尖,基部楔形至宽楔形,边缘有芒状细尖锯齿,上半部有时形成重锯齿,下半部锯齿较稀,有时近全缘,幼时上面无毛,下面密被褐色绒毛,以后脱落近于无毛;叶柄长约1厘米,有毛或无毛;托叶草质,肾形、耳形或半圆形,边缘有芒状细锯齿,下面被褐色绒毛。
花先叶开放,2-3朵簇生于二年生枝上,花梗短粗或近于无梗;花直径2-4厘米;萼筒钟状,外面无毛或稍有短柔毛;萼片直立,卵圆形至椭圆形,长3-5毫米,宽3-4毫米,先端圆钝至截形,全缘或有浅齿及黄褐色睫毛;花瓣倒卵形或近圆形,长10-15毫米,宽8-15毫米,淡红色或白色;雄蕊45-50,长约花瓣之半;花柱5,基部合生,下半部被柔毛或绵毛,柱头头状。
果实卵球形或近圆柱形,先端有突起,长8-12厘米,宽6-7厘米,黄色有红晕,味芳香。花期3-5月,果期9-10月。