Die Kartoffel wächst aufrecht oder kletternd und kann über 1m hoch werden. Die knollentragenden Stolone werden unterirdisch oder knapp über der Erdoberfläche ausgebildet. Die kurzstieligen, 10-30 cm langen und 5-15 cm breiten Blätter stehen wechselständig und sind unpaarig gefiedert.
Die in trugdoldenförmigen Blütenständen stehenden Blüten stehen auf behaarten 5-15 cm langen Blütenstandstielen. Die ebenfalls behaarten Blütenstiele werden zwischen 3 und 35 mm lang. Der 5-lappige, glockenförmige Blütenkelch hat einen Durchmesser von 1-2 cm. Die Frucht der Kartoffel ist eine tomatenähnliche, gelblich-grüne, zweikammerige und Beere. Sie enthält die Samen der Pflanzen. Wie alle grünen Teile der Kartoffel ist auch die Beere ungenießbar bis leicht giftig. Sie werden je nach Pflanzenart 1-4 cm groß.

Die sich aus den basalen Teilen des Sprossen bildenden Achselknospen wachsen in den Boden und bilden dort die knollentragenden Solonen aus. Diese verdicken an ihren Enden und bilden die Kartoffelknolle per Dickenwachstum aus.

Die Kartoffel stammt ursprünglich aus Südamerika und war dort bereits (laut ältesten Funden) vor 13.000 Jahren bekannt. In Peru gibt es mehr als 3.000 endemisch wachsende Kartoffelsorten. Nach der Eroberung Südamerikas durch die Spanier, kam die Kartoffel auch nach Europa, zu Beginn jedoch nur wegen ihrer schönen Blüte als Zierpflanze. Außer in tropischen, arktischen und subarktischen Klimazonen wird die Kartoffel heute weltweit angebaut und kultiviert, wobei China heute der mit Abstand größte Produzent von Kartoffeln ist.

Die Kartoffel ist in Europa eines der am weit verbreitetsten und wichtigsten Grundnahrungsmittel und eine der wichtigsten Nutzpflanzen. Aufgrund ihres Apfelartigen Aussehens und der Tatsache, dass ihre essbare Knolle unterirdisch wächst, wird sie auch Erdapfel genannt. Der Name Kartoffel stammt vom italienischen „tartuffolo“ für „Trüffel“ ab. Die weltweit vorkommenden Sorten stammen vermutlich alle von den peruanischen Andensorten (Solanum tuberosum ssp. andigena) ab.

Es wird unterschieden zwischen frühreifen, mittelfrühreifen und mittelfrüh-späten Kartoffelsorten.

Die Frühreifen Kartoffelsorten haben eine Vegetationsperiode von 90-110 Tage und werden meist im Juni-Juli geerntet. Die Knollen werden im März-April gepflanzt.
Frühreife Sorten sind z.B. Agata, Amandine, Derby, Lady Christl, Lady Felicia

Die mittelfrühreifen Kartoffelsorten haben eine Vegetationsperiode von 120-140 Tage
Mittelfrühreife Sorten sind z.B. Gourmandine, Bintje, Victoria, Ditta, Nicola, Urgenta, Pamela, Naturella, Désirée, Agria, Eden

Die mittelfrüh-späten Kartoffelsorten haben eine Vegetationsperiode von 140-160 Tage
Mittelfrüh-späte Sorten sind z.B. Lady Jo, Lady Claire, Innovator, lady Rosetta, Marlen, Fontane, Hermes, Eba, Markies, Panda

Obwohl sie ein Grundnahrungsmittel ist, sind alle Teile der Pflanze giftig, vor allem die grünen, tomatenartigen Beeren der Kartoffel. Die Knolle selbst (die "Kartoffel") kann nur gegessen werden, wenn sie gekocht wurde.