Стебли одних кактусов — прямые и сплошные ребра, других — прерывистые или бугристые, третьих — морщинистые, покрытые бородавками или сосочками, монстрозные (бесформенные) и редко — гладкие. У старых экземпляров основание стебля покрыто известковым, а иногда пробковым налетом с массой колючек бурого, черного, серого, желтого, красного, белого, каштанового цвета. Колючки часто достигают длины 15 см, круглые, плоские, изогнутые; сидят пучками или образуют звездочки, имеют зацепки и крючки. Кроме того, некоторые кактусы покрыты многочисленными тончайшими шелковистыми волосками.
Обычно колючки сидят на бугорках, сосочках, ребрах и плоских местах стебля (у опунций). Это видоизмененные листья неразвитых боковых побегов. Место, из которого появляются пучки колючек, цветки и «детки», называется ареолой и соответствует глазку, из которого у лиственных растений вырастают боковые побеги. Ареола покрыта тонкими шерстистыми волосками, которые, густо сплетаясь между собой, образуют войлочные подушечки различного размера и окраски. Это главный орган надземной части растения: в верху его развиваются цветки, плод и «детки» (небольшие растения); внизу размещены колючки, щетинки, шипы, тончайшие шелковистые волоски, иногда окутывающие все тело кактуса. У маммиллярий цветки образуются в пазухах между бородавками или сосочками. Колючки, щетинки или волоски сидят на вершине бородавок.
Цветки у кактусов обоеполые, одиночные (у пейрескии собраны в метельчатые соцветия), правильные, редко зигоморфные (неправильные), воронковидиые, трубчатые, колесовидные. Околоцветник состоит из многих листочков; наружные похожи на чашелистики, постепенно переходят во внутренние, ярко окрашенные, лепестковидные. У многих видов листочки околоцветника срастаются внизу в трубочку. Трубчатые цветки сверху раскрываются венчиком от 1,5 до 25 см в диаметре. В зависимости от рода и вида он бывает иногда с 1—6 и более рядами лепестков. Трубки цветоносов большей частью покрыты черными или серыми шерстистыми волосками. Окраска лепестков венчика самая разнообразная: белая, красная, розовая, кремовая, желтая, карминовая и других тонов и оттенков. Тычинок много, в пределах одного цветка они у некоторых кактусов расположены выше лопастей рыльца, у других — ниже. Пестик образован многими плодолистиками; столбик один, на вершине с несколькими мясистыми лопастями; завязь нижняя, одногнездная.
В зависимости от рода и вида кактуса цветки раскрываются в разное время суток: днем и ночью, причем некоторые — при хорошей солнечной погоде в определенное время. В естественных условиях произрастания это часто связано с приспособлением растений к опылению насекомыми, летающими утром, днем или ночью. Так, «царица ночи» (Selenicereus grandiflorus Вг. et. R.) цветет ночью, цветки раскрываются вечером и к утру уже увядают. У эхинопсиса цветки раскрываются ночью и не закрываются до полного увядания. У маммиллярий — открываются и закрываются каждый день в течение летних месяцев. При хорошей солнечной погоде они раскрыты с 11 часов утра до 3—4 часов дня, при пасмурной погоде не раскрываются совсем.
Расположение цветков на стебле разное: верхушечное у нотокактусов, гимнокалициумов, пародии, фрайлеи, астрофитума и многих других. Но если повреждена верхушка стебля, то цветки могут развиваться сбоку, у основания стебля (ребуции), располагаться вокруг стебля, недалеко от вершины (маммиллярии) или на середине (энхинопсисы).
Плоды ягодообразные, мясистые, многосемянные, красные, реже желтые, белые, зеленые, различной величины и формы. Семена также имеют свои морфологические особенности; величина и окраска их весьма разнообразны.