Альстрёмерии — многолетние корневищные травы с прямыми стеблями.
Корни сочные, веретенообразные.
Стебли гибкие, прямостоячие.
Листья очерёдные; цельные, линейные, тонкие, изогнутые, расположены большей частью в верхней части стебля. У альстрёмерии, как и у большинства других представителей семейства Альстрёмериевые, наблюдается ресупинация листьв — листовые черешки перекручены на 180 градусов, в результате морфологически нижняя (абаксиальная) сторона листа находится сверху, а морфологически верхняя (адаксиальная) сторона листа находится снизу[2].
Цветки зигоморфные, собраны в зонтиковидные соцветия на верхушках стеблей. Окраска лепестков — жёлтая, розовая, красная, нередко с пятнами (обычно жёлтыми). Как и у большинства других представителей порядка Лилиецветные, число лепестков — шесть, они свободные, расположены по три в два круга, имеют лопатчатую или ланцетную форму, с узкими основаниями; лепестки в разных кругах нередко имеют различную форму и окраску. Почти всегда на лепестках имеются более тёмные продольные чёрточки, ближе к центру цветка утончающиеся и укорачивающиеся.
Нектарники находятся в основании лепестков внутреннего круга. Тычинок шесть, они расположены в два круга; тычиночные нити длинные, свободные, с коротким опушением в основании. Пыльники удлинённые, вскрываются боковой продольной щелью. Гинецей синкарпный (то есть многогнёздный), с многочисленными семязачатками. Завязь нижняя; столбик нитевидный, трёхгранный; рыльце трёхлопастное. Время цветения — весна и лето. Опыление происходит с помощью насекомых (пчёл), а также колибри. При отсутствии опылителей возможно ветроопыление[5][2].
Плод — коробочка, вскрывающаяся полностью, от верха до основания. семена многочисленные, шаровидные, с обильным эндоспермом и маленьким прямым зародышем[2]. Для альстрёмерии характерна автохория — распространение семян без участия каких-либо посредников. По причине напряжения в мёртвых тканях, входящих в состав околоплодника, при вскрытии плода происходит активное разбрасывание семян[6].
