O gergelim possui uma grande diversidade de características morfológicas. Pode ser anual ou perene; sua altura pode variar de 0,50 m a 3,00 m; seu caule é ereto, com ou sem ramificações e com ou sem pelos; e seu sistema radicular é pivotante.

Foto: Ramon Araújo	Foto: Ramon Araújo
Figura 1. Planta de Gergelim detalhe do caule com as capsúlas.	Figura 2. Planta de Gergelim detalhe das flores.

As folhas apresentam-se alternadas ou opostas, sendo as folhas da parte inferior da planta adulta largas e irregularmente dentadas, ou com as folhas de bordas onduladas, enquanto as folhas da parte superior têm formato de lança.

As flores são completas e axilares, com um número variando de 1 a 3 por axila foliar. O fruto é uma cápsula alongada pilosa deiscente (que se abre ao atingir a maturidade) ou indeiscente (que não se abre ao alcançar a maturidade), podendo apresentar de 2 cm a 8 cm de comprimento, dependendo da variedade. A cor das sementes varia do branco ao preto. As sementes são pequenas, e o peso médio de 1.000 sementes está em torno de 2 g a 4 g, dependendo da cultivar e do ambiente.