Espèce de plante dicotylédone. La plantule issue de la germination d’une graine, présente dès avant sa sortie en plein air, deux feuilles, appelées cotylédons ou parfois improprement, préfeuilles ou éophylles.

Ipomoea violacea est une plante grimpante vivace, ligneuse, glabre, aux tiges volubiles pouvant atteindre 5 mètres de long, souvent sillonnées longitudinalement. Les feuilles, alternes, sont portées par un pétiole de 3,5 à 11 cm de long, et présentent un limbe de forme générale circulaire ou ovale, de 5 à 16 cm de large sur 5 à 14 cm de long, profondément cordé à la base, à lobes arrondis ou rarement anguleux, à l’apex acuminé ou mucronulé, avec 7 ou 8 paires de nervures latérales.

Les fleurs sont souvent isolées ou groupées en inflorescences peu denses, portées par un pédoncule de 2,5 à 4,5 cm de long. Les fleurs, qui s’épanouissent la nuit, sont portées par un pédicelle de 1,5 à 3 cm de long, qui devient épaissi et claviforme lors de la fructification. Le calice est formé de 5 sépales plus ou moins circulaires, à l’apex obtus ou émarginé, généralement égaux, de 1,5 à 2,5 cm de long, finement coriaces. La corolle, blanche, avec des bandes vertes au milieu des pétales, est formée de cinq pétales soudés, formant un tube de 9 à 12 cm de long, terminé en plateau de 8 à 10 cm de diamètre. Les étamines sont incluses, les filaments insérés près de la base du tube de la corolle. Le pistil également inclus présente un ovaire supère, glabre, et un stigmate bilobé.

Le fruit est une capsule glabre, déhiscente, brun pâle, ovoïde ou plus ou moins globuleuse, de 2 à 2,5 cm de diamètre. Les graines noires, anguleuses, de 1 à 1,2 cm de long, sont densément couvertes de poils courts, avec des poils soyeux de 3 mm de long sur les bords.