牡丹的分类方法很多，按株型可分为直立型、开展型和半开张型；按芽型可分为圆芽型、狭芽型、鹰嘴型和露嘴型；按分枝习性可分为单枝型和丛枝型；按花色可分白、黄、粉、红、紫、墨紫（黑）、雪青（粉蓝）、绿和复色；按花期可分为早花型、中花型、晚花型和秋冬型（有些品种有二次开花的习性，春天开花后，秋冬可再次自然开花，即称为秋冬型）；按花型可分为系、类、组型四级。四个系即牡丹系、紫斑牡丹系、黄牡丹系和紫牡丹系；二个类即单花类和台阁花类；二个组即千层组和楼子组；组以下根据花的形状分为若干型，如单瓣型、荷花型、托桂型、皇冠型等。
牡丹为多年生落叶小灌木生长缓慢，株型小，株高多在0.5～2米之间；根肉质，粗而长，中心木质化，长度一般在0.5～0.8米，极少数根长度可达2米；根皮和根肉的色泽因品种而异；枝干直立而脆，圆形，为从根茎处丛生数枝而成灌木状，当年生枝光滑、草木，黄褐色，常开裂而剥落；叶互生，叶片通常为二回三出复叶，枝上部常为单叶，小叶片有披针、卵圆、牡丹椭圆等形状，顶生小叶常为2～3裂，叶上面深绿色或黄绿色，下为灰绿色，光滑或有毛；总叶柄长8～20厘米，表面有凹槽；
花单生于当年枝顶，两性，花大色艳，形美多姿，花径10～30厘米；花的颜色有白、黄、粉、红、紫红、紫、墨紫（黑）、雪青（粉蓝）、绿、复色十大色；雄雌蕊常有瓣化现象，花瓣自然增多和雄、雌蕊瓣化的程度与品种、栽培环境条件、生长年限等有关；正常花的雄蕊多数，结籽力强，种籽成熟度也高，雌蕊瓣化严重的花，结籽少而不实或不结籽，完全花雄蕊离生，心皮一般5枚，少有8枚，各有瓶状子房一室，边缘胎座，多数胚珠，骨果五角，每一果角结籽7～13粒，种籽类圆形，成熟时为共黄色，老时变成黑褐色，成熟种子直径0.6～0.9厘米，千粒重约400克。
牡丹花被拥戴为花中之王，有关文化和绘画作品很丰富。她是中国固有的特产花卉，有数千年的自然生长和两千多年的人工栽培历史。其花大、形美、色艳、香浓，为历代人们所称颂，具有很高的观赏和药用价值，自秦汉时以药植物载入《神农本草经》始，散于历代各种古籍者，不乏其文。形成了包括植物学、园艺学、药物学、地理学、文学、艺术、民俗学等多学科在内的牡丹文化学，是中华民族文化和民俗学的一组成部分，是中华民族文化完整机体的一个细胞，透过它，可洞察中华民族文化的一般特征，这就是“文化全息”现象。
牡丹文化的起源，若从《诗经》牡丹进入诗歌，算起距今牡丹约3000年历史。秦汉时代以药用植物将牡丹记入《神农本草经》，牡丹已进入药物学。南北朝时，北齐杨子华画牡丹，牡丹已进入艺术领域。史书记载，隋炀帝在洛阳建西苑，诏天下进奇石花卉，易州进牡丹二十箱，植于西苑，自此，牡丹进入皇家园林，涉足园艺学。唐代，牡丹诗大量涌现，刘禹锡的“唯有牡丹真国色，花开时节动京城”，脍炙人口；李白的“云想衣裳花想容，春风拂槛露华浓”，千古绝唱。宋代开始，除牡丹诗词大量问世外，又出现了牡丹专著，诸如欧阳修的《洛阳牡丹记》、陆游的《天彭牡丹谱》、丘浚的《牡丹荣辱志》、张邦基的《陈州牡丹记》等，宋代有十几部。元姚遂有《序牡丹》，明人高濂有《牡丹花谱》、王象晋有《群芳谱》，薛凤翔有《亳州牡丹史》，清人汪灏有《广群芳谱》、苏毓眉有《曹南牡丹谱》、余鹏的有《曹州牡丹谱》等。散见于历代种种杂著、文集中的牡丹诗词文斌，遍布民间花乡的牡丹传说故事，以及雕塑、雕刻、绘画、音乐、戏剧、服饰、起居、食品等方面的牡丹文化现象，数见不鲜。
