Листопадное дерево или кустарник, при идеальных (безморозных) условиях вырастает до 8 м, но чаще оно намного ниже (2-4 м). Ветви колючие, листья простые (цельные), эллиптические, цельнокрайние или по краю мелкозубчатые, 8-15 см длиной и 3-4 см шириной, тёмно-зелёные летом, но осенью, перед опадением, меняют окраску на красный. Цветки одиночные, 3-5 см в диаметре, пятилепестковые, белые с красными тычинками. Цветение в конце весны, на протяжении мая. Плоды диаметром 1,5-2,5 см, длиной до 7 см, округлой или яблоковидной формы, желтовато-бурые, бурые, красновато-бурые, почти голые с развёрнутыми постоянными чашелистиками, придающими плоду полую внешность. Мякоть коричневая, освежающая, сладко-кислая, содержит 4-5 косточек (семян) сплюснуто-шаровидной формы. Плоды мушмулы кавказской пригодны к употреблению в пищу только после подмораживания или длительного хранения (в отличие от съедобной в свежем виде мушмулы японской), в результате их ферментации. При этом они становятся сладкими и мягкими, но приобретают морщинистую структуру, тестообразную консистенцию и уменьшаются в объёме.