Высота шершавого бороздчатого прямостоячего стебля может варьироваться от 0,3 до 2 метров, он имеет граненную остроребристую форму, а на его поверхности есть опушение. Верхняя часть стебля является разветвленной. В состав непарноперистых листовых пластин входит от 2 до 7 пар в большей либо меньшей степени опушенных листочков крупнопальчатой овальной либо лопастной формы, в верхней части они сидячие, а в нижней ― имеют короткие черешки. Созревание корнеплода наблюдается в первый год роста. Он толстый душистый белого цвета, обладает сладковатым вкусом, корень может иметь конусовидную форму (как морковка) либо округлую (наподобие репы). Окрас плода в разрезе грязно-желтый. В состав сложных зонтиков входит от 5 до 15 лучей, которые в свою очередь состоят из обоеполых правильных маленьких цветков, обладающих желтым венчиком. Цветение пастернака наблюдается на второй год роста. Форма плода округло-овальная, этот сплюснутый вислоплодник окрашен в грязно-желтый оттенок. Пастернак обыкновенный считается ближайшим родственником следующих огородных культур: моркови, петрушки, фенхеля, укропа, сельдерея, кориандра и любистока.
