A szőlő fás szárú, virágos zárvatermő növény. A kétszikűek osztályába tartozó váltszirmú (Choripetalae) alosztályhoz, de a virágkehellyel és pártával rendelkező, azaz a legfejlettebb (Dyalypetalae) csoporthoz tartozik.
A Rhamnales rend Vitaceae családjába tartozó csavart ágú, bokros kúszónövény élettartama általában igen hosszú (sok helyütt található akár százéves szőlőtőke is).A szőlőtőke kifejlődéséhez hosszú időre van szükség, ezért a növény igen érzékeny az éghajlati és a megtermékenyítési körülményekre.

A szőlő gyökérzetből, törzsből, tőből, levelekből, virágokból és termésből áll A gyökérzet idővel igen kiterjedtté válik, ám gyakorta csak a talajfelszínen fejlődik, és azt hasznosítja. A manapság hagyományosan alanyvesszőre oltott szőlők gyökérzete kedvezőbb elhelyezkedésű. Az alanyvessző alján találhatók a talpgyökerek, melyek kellő mélységbe hatolva biztosítják a víz és tápanyagfelvételt. A talajfelszín közelében az alanyból, vagy még gyakrabban a nemes részből kiinduló gyökereket harmatgyökereknek nevezik. Mivel a nyári szárazság által leginkább sújtott felső talajréteget hálózzák be, ezért víz és tápanyag szolgáltató képességük bizonytalan. Emiatt jelenlétük nem kívánatos.
A szőlő fás szárú törzsét szőlőtőkének hívjuk, a tövekből fakadnak a vesszők.
A gyümölcstermő vesszők alján 1-3 elágazó virágzat található.

A csipkézett levélkaréjú levelek vesszők mindig ellentétes oldalán jelennek meg. A legtöbb fajtán mindkét, illetve mindhárom egymást követő levéllel átellenben kacsok találhatók. A szőlő hajtásának vége ezért teljesen egy síkba rendeződött. Ezt a részt sok helyen vitorlának nevezik.
A viráguk kicsi és zöldszínű, fürtökben lógó. Előfordul, hogy csak hímnemű, illetve nőnemű virágok találhatók egy adott növényen.

A termés (szőlőszem) kis, gömb alakú, zöld vagy sötétlila bogyótermések alkotta fürt. Frissen (csemegeszőlő) és aszalt gyümölcsként (mazsola) fogyasztható, habár a termés nagy részét a bortermelésben hasznosítják.

A szőlőszem három részből áll: héj, gyümölcshús és magok.
- A héj tartalmazza a szín- és aromaanyagok zömét.
- A gyümölcshús tartalmazza az erjedési folyamat során borrá alakuló cukormennyiség túlnyomó részét.
- A magok a gyümölcshúson belül találhatók a fajtától függően eltérő méretben, alakban és számban. Ezek tartalmazzák a tanninokat.