Plante herbacée, mesurant généralement entre 1 et 3 dm de haut, avec une tige érigée se ramifiant légèrement à partir de la base. Dès la base de la plante, elle est couverte de poils ramifiés, densément disposés et courts (tomenteux), qui disparaissent ou deviennent moins denses à mesure que l’on s’approche des inflorescences.
Les feuilles sont simples, elliptiques à ovales, à bords entiers. Elle possède deux types de feuilles, les basales qui peuvent atteindre 2 × 0,5 cm ; les arrosetadas (attachées au sol et formant une rosette, du centre sortira la tige), on apprécie bien sur la photo les feuilles basales et les feuilles caulinaires (celles le long de la tige), celles-ci sont plus petites comme on peut le voir sur la photo, elles sont sessiles, c’est-à-dire sans pétiole.Les inflorescences se présentent en grappes, à l’extrémité des branches ou de la tige, pas trop compactes, celles-ci se séparent les unes des autres au fur et à mesure de la croissance de la tige, de sorte que les pédoncules des fruits mûrs seront séparés de l’ordre du centimètre entre eux.
Les fleurs hermaphrodites (avec les attributs des deux sexes) d’environ 5 mm de diamètre, normalement avec quatre pétales blancs, spatulées. Le fruit est un siliqua linéaire, allongé, d’environ 3 cm de long et 1 mm de large, cylindrique, légèrement arqué et sans poils, apparaissant du centre de la fleur. Celles-ci contiennent deux cavités dans lesquelles les graines ovoïdes sont logées en rang, sans se toucher, en grand nombre, environ 30 par siliqua. A maturité, elles sont de couleur orange, lisses et mesurent environ un demi-millimètre.
C’est une plante annuelle, rarement bisannuelle, avec un cycle court de moins de cinq mois. En laboratoire, il est obtenu entre 8 et 10 semaines.
En 1907, le Dr F. Laibach (1885-1966) a découvert le nombre de chromosomes d’Arabidopsis thaliana : 2n = 10 ; ce qui laisse entrevoir un potentiel d’expérimentation génétique, entre autres en raison de son cycle de vie court.
En 1996, plus de 200 scientifiques travaillant dans 35 institutions différentes ont mis en place le projet de recherche, AGI (Arabidopsis Genome Initiative). En décembre 2000, la carte génétique de la plante a été présentée pour la première fois, avec 25 498 gènes codant pour des protéines identifiés, issus de 11 000 familles, faisant d’Arabidopsis thaliana la première plante dont le génome a été séquencé.
Son génome fait environ 135 Mb, et on a longtemps pensé que son génome était le plus petit de toutes les plantes à fleurs. On sait maintenant que les plantes du genre Genlisea ont un génome de taille plus réduite, de l’ordre de 63,5 Mb.
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