Морфологія рослини пшениці типова для злака.Корінь мичкуватий. Відрізняють зародкові корені, колеоптильні і вузлові. Зародкові корені з’являються при проростанні насінини, колеоптильні – з підземного колептильного вузла. Разом вони складають первинну кореневу систему, яка проникає на велику глибину, що порівняно мало розгалуджується в верхніх шарах грунту. Вузлові корені з’являються з підземних зближених вузлів головного і бокових пагонів і розміщуються в верхніх шарах грунту. В сприятливі роки живлення рослини в значній мірі відбувається за рахунок вузлових коренів. У посушливі роки вони розвиваються погано або взагалі не утворюються.
Рослина отримує воду і мінеральні речовини лише за рахунок первинної кореневої системи. Підземні зближені вузли являють собою зону кущення, або, як прийнято в агрономії, вузол кущення. В пазухах листків, утоврюються бокові пагони. Велике значення має глибина залягання вузла кущення. Чим вона менша, тим в умовах достатнього зволоження інтенсивніше кущення, але і тим сильніший вплив посухи на цей процес і на розвиток вузлових коренів, а в озимої пшениці – тим слабкіша морозостійкість.
Стебло складається з міжвузолів і вузлів, порожнисте, але може бути і виповненим з пухкою паренхімною тканиною. Листя складається з піхви, яка охоплює стебло, і лінійної листової пластинки. В місці відхилення листової пластинки від стебла міститься язичок (лігула), яка захищає внутрішню частину піхви від дощової води і проникнення шкодочинних комах. Існують безлігульні форми. Нижньою частиною піхва прикріплюється до основи стеблового вузла, утворюючи над ним потовщення.
Суцвіття – складний колос. Воно складається з колосового стрижня і колосків, що містяться на його уступах. Кожен колосок має дві колоскові луски і три-чотири квітки. У пшениці м’якої число розвинених квіток може досягати п’яти-шести. У пшениці твердої їх менше. Найбільш розвинені колоски розміщені дещо нижче середини колоса. В основі колоса переважно знаходяться один-два недорозвинених колоска, але їх може і не бути. Найбільш розвинуті квітки перша і друга, в багатоквітковому колоску їм не поступається і третій. Квітка складається з зовнішньої і внутрішньої квіткових лусок, маточки з двома перистими приймочками, трьох тичинок і двох плівок в основі квітки – лодикул. Під час цвітіння лодикули набухають і розкривають квіткові луски. Плід зернівка.
Пшениця м’яка надзвичайно поліморфна. Зустрічаються ярі, озимі і напівозимі форми. Тривалість вегетаційного періоду ультраранніх ярих сортів 65 – 70 днів, а найбільш пізньостиглих – 110 – 120. У озимих сортів вегетація переривається періодом зимового спокою, тривалість якого збільшується з півдня на північ. Серед сортів м’якої пшениці зустрічаються як дуже вологолюбиві, так і посухостійкі форми. Сходи найбільш холодостійких сортів здатні переносити короткочасні пониження весняних температур до мінус 100 С. Критична температура на глибині вузла кущення в найбільш морозостійких форм озимої пшениці наближається до мінус 180С.
Пшениця чутлива до кислих грунтів і менш чутлива до засолених, хоча є значні сортові відмінності в тому і іншому напрямках. Більшість сортів реагують на короткий день збільшенням періоду вегетації, хоча зустрічаються і фотонейтральні форми.
Пшениця тверда – більш одноманітний вид. В її генофонді відсутні такі граничні за скоростиглістю, посухостійкістю і, навпаки, вологолюбивістю, холодостійкості форми, як у пшениці м’якої. В цілому це більш теплолюбива і посухостійка культура. Переважають ярі форми, зустрічаються і напівозимі. Справжні озимі сорти створені історично порівняно недавно.
Пшениця – самозапилювач, хоча зареєстровані багаточисельні випадки спонтанного перехресного запилення. Перехресне запилення можливе тому, що більшість квіток пшениці м’якої цвіте хазмогамно (відкрито). Хоча пиляки розкриваються ще в закритій квітці, частка пилку в них залишається. Після відкриття квітки і виходу пиляків зовні решта пилку розноситься вітром. Цвітіння починається в середній частині колоса і розповсюджується до його основи і верхівки. Першими цвітуть нижні квітки колосків, потім другі і т.д. Цвітіння колоса при помірно теплій погоді триває 3 – 4 дні. Воно підкоряється відповідному ритму. Починається вранці о 5 – 6 годині. Максимум в середній зоні настає о 8 – 10 годині, потім спостерігається спад, після чого спостерігається другий максимум і поступове затухання цвітіння. Таких періодів, коли максимум цвітіння чергується з його спадом, може бути і більше двох (до п’яти). Чим більш жаркий клімат, тим раніше спостерігається перший максимум і пізніше – другий (коли жара спадає). Поодинокі квітки цвітуть і вночі. В пасмурну прохолодну погоду ритм цвітіння знівельовується. Клейстогамно цвітуть квітки високого порядку (четвертий-п’ятий у колоску). В пшениці твердої цвітіння розпочинається раніше, ніж у м’якої (до сходу сонця).