Pianta erbacea, di solito alta tra 1 e 3 dm, con un fusto eretto che si ramifica leggermente dalla base. Dalla base della pianta è ricoperta di peli ramificati, densamente disposti e corti (tomentosi), che scompaiono o diventano meno densi man mano che ci si avvicina alle infiorescenze.
Le foglie sono semplici da ellittiche a ovali con margini interi. Ha due tipi di foglie, quelle basali di fino a 2 × 0,5 cm; arrosetadas (attaccate al suolo e che formano una rosetta, dal centro uscirà il gambo), si apprezza bene nella fotografia delle foglie basali e le foglie caulinari (quelle lungo il gambo), queste sono più piccole come si può vedere nella fotografia, sono sessili, cioè, senza picciolo.Le infiorescenze si presentano in grappoli, all’estremità dei rami o del fusto, non troppo compatti, questi sono separati l’uno dall’altro man mano che il fusto cresce, così che i peduncoli dei frutti maturi saranno separati dell’ordine di un centimetro tra loro.
I fiori ermafroditi (con gli attributi di entrambi i sessi) di circa 5 mm di diametro, normalmente con quattro petali bianchi, spatolati. Il frutto è una siliqua lineare, allungata, lunga circa 3 cm e larga 1 mm, cilindrica, leggermente arcuata e senza peli, che appare dal centro del fiore. Questi contengono due cavità in cui i semi ovoidali sono alloggiati in fila, senza toccarsi, in gran numero, circa 30 per siliqua. Quando sono mature, sono di colore arancione, lisce e misurano circa mezzo millimetro.
È una pianta annuale, raramente biennale, con un ciclo breve di meno di cinque mesi. Nei laboratori si ottiene tra le 8 e le 10 settimane.
Nel 1907 il Dr. F. Laibach (1885-1966) scoprì il numero cromosomico di Arabidopsis thaliana: 2n = 10; suggerendo il potenziale per la sperimentazione genetica, tra le altre ragioni a causa del suo breve ciclo vitale.
Nel 1996 più di 200 scienziati che lavoravano in 35 istituzioni diverse hanno creato il progetto di ricerca AGI (Arabidopsis Genome Initiative). Nel dicembre 2000, la mappa genetica della pianta è stata presentata per la prima volta, con 25.498 geni codificanti proteine identificati da 11.000 famiglie, rendendo Arabidopsis thaliana la prima pianta il cui genoma è stato sequenziato.
Il suo genoma è di circa 135 Mb, e per molto tempo si è pensato che il suo genoma fosse il più piccolo di tutte le piante da fiore. Si sa ora che le piante del genere Genlisea hanno una dimensione del genoma più piccola, dell’ordine di 63,5 Mb.
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