
Es una planta herbácea de ciclo anual, trepadora o rastrera, de textura áspera, con tallos pilosos provistos de zarcillos y hojas de cinco lóbulos profundos. Las flores son amarillas, grandes y unisexuales, las femeninas tienen el gineceo con tres carpelos, y las masculinas con cinco estambres. El fruto de la planta es grande (normalmente más de 4 kilos), pepónide, carnoso y jugoso (más del 90% es agua), casi esférico, de textura lisa y sin porosidades, de color verde en dos o más tonos. La pulpa es de color rojo - por el antioxidante licopeno (también presente en los tomates), y de carne generalmente de sabor dulce (más raramente amarilla y amarga) y muy apreciada por ser refrescante y rica en agua y sales.
En la cuenca mediterránea florecen entre junio y julio (verano boreal) y maduran 40 días después de su floración. Aproximadamente un 95% de la sandía se cultiva injertada sobre un patrón.Se originan problemas cuando existen diferencias de 20-30 ºC de temperatura entre el día y la noche, aunque con las sandías injertadas aumenta la resistencia tanto al frío como al calor.
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La sandía es menos exigente en temperatura que el melón, siendo los cultivares triploides más exigentes que los normales, presentando además mayores problemas de germinabilidad. Cuando las diferencias de temperatura entre el día y la noche son de 20-30 ºC, se originan desequilibrios en las plantas: en algunos casos se abre el cuello y los tallos y el polen producido no es viable.