Le foglie di cocomero sono grandi, a forma di cuore o ovali, e pelose, specialmente sulle venature della parte inferiore. Sono lobate palmate con 3 a 5 lobi primari, a volte con lobi secondari. I margini sono dentati e le foglie misurano 3-8 pollici (7,6-20,3 cm) di lunghezza e 2-6 pollici (5-15,2 cm) di larghezza. Le foglie profondamente lobate sono disposte alternativamente lungo lo stelo e sono di forma oblungo-ovata con una base cordata.

I fiori di cocomero sono giallo pallido e solitari, sviluppandosi agli ascidi delle foglie. Ogni fiore presenta un calice a 5 lobi e una corolla a 5 parti. I fiori maschili sono caratterizzati da 3 stami, mentre i fiori femminili hanno un ovario inferiore e uno stigma a 3 lobi. Entrambi i tipi di fiori misurano circa 1-2 pollici (2,5-5 cm) di diametro. I fiori sono cruciali per identificare la specie, apparendo durante la stagione della fioritura della pianta.

Lo stelo di cocomero è erbaceo, spesso angolare e scanalato. È densamente coperto da lunghi peli bianchi lanosi, conferendogli una distintiva texture pelosa. Gli steli portano viticci arricciati che aiutano nell'arrampicarsi e nel diffondersi. Tipicamente rotondo o angolare nella forma, questi steli mostrano un modello di ramificazione che supporta la crescita strisciante della pianta. La texture della superficie, combinata con la densa copertura di peli, rende lo stelo di cocomero facilmente riconoscibile a fini identificativi.

Il frutto di cocomero è un grande pepo carnoso, con un peso tipico che varia da pochi chili fino a oltre 20 chili (9 kg). Esso presenta una forma distintamente rotonda a oblunga, con una buccia verde screziata più spessa che mostra diversi motivi, dalle strisce verdi più scure a superfici uniformemente colorate. La buccia può essere liscia o leggermente pelosa. All'interno, la polpa succosa si presenta in un vivido rosso al rosa o, meno comunemente, in una sfumatura giallastra, racchiudendo numerosi semi. Questi semi sono neri, color crema o presentano un aspetto screziato e sono di forma ellittica, incastrati all'interno del nucleo succoso.