Los cactus se caracterizan por tener tallos y raíces espinosas. Las hojas se encuentran en lo general muy reducidas, ausentes por completo o se son espinas. Sólo existen dos especies de cactus con hojas bien formadas. Los tallos están hinchados y son carnosos, adaptados para la acumulación de agua. Sus tallos tienen una forma que conduce el agua de lluvia directamente a las raíces. Las cuales son extensas y superficiales, para absorber la mayor cantidad posible de agua en una gran superficie.
En los desiertos, las plantas suelen estar muy separadas unas de otras. Las estructuras vegetativas más características de las Cactáceas son las aréolas, zonas especializadas del tallo en las que suelen crecer espinas agudas y rígidas. Algunas cactáceas carecen de espinas, pero tienen en las aréolas pelos o barbas afiladas llamadas gloquidios. Las aréolas se desarrollan en los tallos a partir de yemas laterales y se puede decir que son como ramas muy especializadas.
Las flores de los cactus suelen ser grandes y vistosas, y se presentan aisladas en lugar de agrupadas en inflorescencias. El perianto (corola) no está formado por sépalos y pétalos bien diferenciados, sino por una serie de brácteas (hojas modificadas) que van transformándose paulatinamente en sépalos primero y por último en llamativos pétalos. Tienen muchos estambres y ovario ínfero soldado al perianto. El fruto suele ser carnoso y de color vivo.