Jako roślina jednoroczna wytwarza od czterech do 12 długich pędów, których, w przeciwieństwie do dynii zwyczajnej nie pokrywają kolczaste włoski. Także odmienne w stosunku do innych gatunków łodyżki dyni olbrzymiej w przekroju poprzecznym są okrągłe. Roślina jednopienna, kwiaty męskie zebrane w pęki osadzone w węzłach liści, kwiaty żeńskie rosną pojedynczo. Owoce o mocnej skórce to jagody o niesłychanej różnorodności form, barw i wielkości.
Ich zewnętrzna powierzchnia jest gładka, karbowana lub żebrowana; przybierają wszelkie możliwe odcienie żółci, czerwonej pomarańczy, pomarańczy oraz jasnej i ciemnej zieleni. Dynia olbrzymia tworzy rozłożysty, płaski system korzeniowy penetrujący ziemię na głębokości 20-60 cm. Na podłożach z wysoką zawartością próchnicy oraz dobrą strukturą, które się szybko nagrzewają i wykazują wysoką zdolność wiązania wody rozwój dyni przebiega pomyślnie.
Dynia olbrzymia jak wszystkie rodzaje dyniowatych potrzebuje dużo ciepła i jest bardzo wrażliwa na przymrozki.