ต้นขมิ้นอ้อย จัดเป็นพรรณไม้ล้มลุกมีอายุหลายปีที่มีเหง้าอยู่ใต้ดินและมีรากเล็กน้อยที่บริเวณเหง้า มีลักษณะทั่วไปคล้ายกับขมิ้นชันแต่มีลำต้นที่สูงกว่า ขนาดเหง้าและใบใหญ่กว่า โดยต้นขมิ้นอ้อยจะมีความสูงประมาณ 1-1.2 เมตร เหง้ามักโผล่ขึ้นมาเหนือดินเล็กน้อย เหมือนเจดีย์ทรงกลมสูงหลายชั้น ๆ (บ้างเรียกว่าขมิ้นขึ้นหรือขมิ้นเจดีย์) ลักษณะของเหง้ามีลักษณะเป็นรูปกลมรี มีความยาวประมาณ 18-24 เซนติเมตร และมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 7-11 เซนติเมตร
ผิวด้านนอกเป็นสีขาวอมเหลือง ส่วนเนื้อในเป็นสีเหลืองอ่อน บ้างว่าเป็นสีเหลืองเข้ม ขยายพันธุ์ด้วยวิธีการใช้เหง้านำมาปลูก และควรจะปลูกในช่วงเดือนพฤษภาคม ย่างเข้าฤดูฝน ไม่ควรให้น้ำท่วมขังเพราะจะทำให้เหง้าขมิ้นอ้อยเน่าเสียได้ โดยขมิ้นอ้อยจะงอกงามในช่วงฤดูฝนและจะมีต้นโทรมหัวใหญ่ในช่วงฤดูหนาว
ใบขมิ้นอ้อย ใบเป็นใบเดี่ยวเรียงสลับรอบลำต้น ลักษณะของใบเป็นรูปใบหอกแกมรูปขอบขนาน ปลายใบเรียวแหลม โคนใบแคบ ผิวใบนูนตามลายของเส้นใบ เส้นกลางใบเป็นร่องเล็กน้อย ผิวด้านหน้าเรียบ ส่วนทางด้านท้องใบจะมีขนนิ่มเล็กน้อย ก้านใบเป็นกาบหุ้มกับลำต้น มีความยาวเป็น 1 ใน 3 ของใบ กลางก้านเป็นร่องลึกตลอดความยาว ในหน้าแล้งกาบใบจะแห้งลงหัวแล้วเหง้าจะโผล่ขึ้นมา (จนบางครั้งเราก็เรียกกันว่าขมิ้นหัวขึ้น)
ดอกขมิ้นอ้อย ออกดอกเป็นช่อ ก้านดอกจะยาวและพุ่งออกมาจากเหง้าที่อยู่ใต้ดิน ช่อดอกมีความยาวประมาณ 14 เซนติเมตร ลักษณะเป็นรูปทรงกระบอก ช่อดอกมีใบประดับ และดอกเป็นสีขาวหรือสีเหลืองอ่อน กลีบดอกมีลักษณะกลมเป็นรูปไข่สีเขียว ตรงปลายของช่อดอกจะเป็นสีชมพูหรือสีแดงอ่อน ส่วนดอกสีเหลืองจะบานจากล่างขึ้นบน และจะบานครั้งละประมาณ 2-3 ดอก
