La pianta del peperone ha portamento eretto con un'altezza del fusto che va da 40 a 90 cm, e ramificazioni divaricate fin dalla base. Le foglie, alterne e glabre, hanno forma ovato-lanceolata; fiorisce da maggio a settembre e presenta fiori bianchi e solitari portati da un peduncolo robusto rivolto verso il basso. Il frutto è una bacca carnosa, dapprima verde e poi, a maturazione, gialla o rossa, di forma molto diversa a seconda delle cultivar.
I semi sono rotondo-reniformi e schiacciati.
I peperoni si differenziano estremamente fra di loro non solo per la forma, ma anche per la grossezza e l'utilizzazione dei frutti. Si possono quindi distinguere tre gruppi, nel primo dei quali si comprendono le cultivar con frutti variamente costoluti, a peduncolo ricurvo, cui appartengono tutte le forme dolci da tavola: da quelle a frutti tipicamente quadrati, a quelle a frutti appuntiti a trottola all'apice, fino alle forme coniche ed allungate o fortemente schiacciate come nei «peperoni-pomodoro».
Si hanno poi cultivar con frutti lisci a peduncolo ricurvo o eretto che presentano interesse sia dal punto di vista alimentare, in quanto sono utilizzati come condimento, che da quello ornamentale. I peperoni piccanti, che appartengono a questo gruppo, devono questa loro caratteristica all'alto contenuto di un alcaloide: la capsicina.
La forma è anche importante a volte per certe destinazioni. L'industria, ad esempio, per la produzione di peperoni arrostiti, richiede soprattutto cultivar di forma liscia e allungata che meglio si prestano alla spellatura.
La raccolta, fortemente scalare e difficilmente meccanizzabile, avviene a livelli di maturazione diversi a seconda della destinazione del prodotto: per la trasformazione in sottaceti il peperone viene raccolto ancora verde, mentre per l'inscatolamento e per il consumo fresco il frutto viene staccato a maturità commerciale prossima, cioè all'inizio della colorazione rossa o gialla. A maturità completa si raccolgono solo prodotti da essiccamento.
Dal punto di vista nutritivo è importante sottolineare l'alto contenuto in vitamina C che il peperone ha e che è superiore a quello di altri ortaggi e frutta più comunemente riconosciuti come fonti di tale sostanza.
Il tenore medio in acido ascorbico del peperone è infatti di molto superiore a quello del pomodoro, del limone e dell'arancia.