Для клематисов наиболее типичны лианообразные вьющиеся и лазящие стебли (иногда прямые). Листья — супротивные, цельные, тройчатые, дважды-тройчатые или непарноперистые. Цветение — весной. Цветки крупные, одиночные, у некоторых видов в соцветиях, цветки изобилуют тычинками и плодолистиками. Околоцветник большей частью из 4, реже 5—8 лепестковидных чашелистиков; характерная черта некоторых видов — наличие лепестковидных стаминодий или видоизменённых тычинок. Плод клематиса — многоорешек с длинными перистоволосистыми носиками — стилодиями, служащими для облегчения распространения ветром.