葉は広三尖形で細毛を有する。

花は大きく開いた円錐形で、真夏に開花する。1つの花は，外側からがく5、花弁5(1)、おしべ5、めしべ1を有する。5枚の漏斗状の花弁は融合し、漏斗状になっている。それぞれの花弁の中央に、放射状の中肋（アサガオでは特に「曜」と呼ばれる）が走っている。子房は3つの子房室からなり、各子房室には2つの胚珠がつくられる。　

利用としては以下のものがあげられる

薬用

種子は「牽牛子」（けにごし、けんごし）と呼ばれる生薬として用いられ、日本薬局方にも収録されている。中国の古医書『名医別録』では、牛を牽いて行き交換の謝礼したことが名前の由来とされている。

粉末にして下剤や利尿剤として薬用にする。煎液にしても効かない。種子は煮ても焼いても炒っても効能があるものの毒性が強く、素人判断による服用は薦められない。

朝顔の葉を細かに揉み、便所の糞壺に投じると虫がわかなくなる。再びわくようになったら再投入する。

毒性

毒成分

ファルビチン、コンボルブリン

毒部位

種子

毒症状

嘔吐、下痢、腹痛、血圧低下

世界的に見ても、これほど形態が多種多様に変化した園芸植物は他にない。ほとんどの変異は江戸時代に生まれたものである。変異の著しいものには種子を作る事ができないものもある。

この変異が著しいために、種子ができない、または非常に結実しにくいものは「出物（でもの）」と呼ばれる。不稔である出物の系統を維持するためには、変化が発現しなかった株（「親木（おやぎ）」と呼ばれる）により遺伝的に伝えて行くしかない。したがってたくさんの種をまき、小苗の内に葉の特徴から変化を有している株は出物として鑑賞用に育成し、残りの株の中から出物の変異を隠し持っている親木を鑑別し、こちらは出物の採種用として育成することになる。そのため江戸時代の人々は経験的にメンデルの法則を知っていたとも言われる。

20世紀に入り、多様な遺伝子変異を持つアサガオは日本の遺伝学者により遺伝学の研究対象となった。現在も遺伝学および生理学の研究材料として用いられている。

江戸時代の2度の朝顔ブームを機に品種改良が大きく進んで観賞用植物となり、木版の図譜類も多数出版された。この時代には八重咲きや花弁が細かく切れたり、反り返ったりして本来の花型から様々に変化したものが生まれた。これらの朝顔を現代では「変化朝顔」と呼ぶ。変化朝顔は江戸、上方を問わず大きく流行し、特に珍しく美しいものは、オモトや菊などと同様、非常に高値で取り引きされた。「大輪朝顔」も「正木（まさき）」と呼ばれる結実する変化朝顔の一種である。江戸時代の変化朝顔ブームは、文化・文政期（1804年-1830年）、嘉永・安政期（1848年-1860年）にあり、幕末には約1200系統が作られた。ブームの発端は、文化3年（1806年）の江戸の大火で下谷に広大な空き地ができ、そこに下谷・御徒町村付近の植木職人がいろいろな珍しい朝顔を咲かせたことによる。その後、趣味としてだけでなく、下級武士の御徒が内職のひとつとして組屋敷の庭を利用して朝顔栽培をするようにもなった。

上記とは別に、熊本藩では武士たちによる園芸が盛んで、朝顔も花菖蒲や菊、芍薬、椿、山茶花などと共に愛好されており、盛んに育種されて独自の系統が生まれた。この花は変化朝顔とは違い、本来の朝顔の花型を保ち、大輪であり、「肥後朝顔」と呼ばれる。これが後世の大輪朝顔の祖先の一つになった。これら熊本の六種類の園芸植物は現在「肥後六花」と総称され、熊本に伝えられている。

明治時代以降も変化朝顔は発展して、「東京朝顔研究会」などの愛好会が生まれ、もてはやされた。この頃にはあまりな多様性よりも花型の洗練が追求され、対象となる花型が絞られた。当時の名花は石版画や写真として残されている。

やがて花型の変化ではなく、花径の大きさを追求する「大輪朝顔」が発展し始める。通常の朝顔の曜の数は5弁であるが、「大輪朝顔」では曜の数が6-9弁程度に増える。この曜の数を増やす変異は「州浜」と呼ばれ、肥後朝顔にもみられる。この州浜変異をもつ系統を、他の系統と交配することにより次第に発展し、「青蝉葉系」と「黄蝉葉系」が生まれた。前者は成長が早いため「行灯（あんどん）作り」、後者は「盆養（切り込み）作り」「数咲き作り」という仕立て方で咲かせるのが本式である。行灯作りとは、支柱三個に輪が三つついている支柱、あるいは、らせん状にまいた針金を竹に取り付けたものに蔓を絡めていき仕立てをする方法である。切り込み作りは、茎を切り込んで脇芽を出し、背丈の低い引き締めた形、まるで盆栽のように作る方法である。名古屋式が有名であるがそれを、容易な栽培方法にした切り込み作りも良く見られる。数咲き作りは同じように切り込んでいくが、一辺に多くの花を咲かせる仕立て方で京都式が有名である。

戦後は大輪朝顔が主流を占めるようになり、直径20cm以上にもなる花を咲かせることのできる品種も現れた。もちろんそのためには高度な栽培技術が確立されたことも重要である。変化朝顔は維持が難しいためごく一部でのみ栽培されているが、最近再び注目されつつある。

アサガオは色彩も豊富である。原種は薄い青色だが、品種改良によって白、紅色、ピンク、紫、濃紺、浅黄色等の品種が生まれた。また、茶色、灰色、黒鳩色、紅鳩色、葡萄鼠色など通常の花色としてはかなり特異な品種も存在する。

「黃色の朝顔」と「黒色の朝顔」の両者は「幻の朝顔」と呼ばれる。このうち、「黄色の朝顔」については昭和40年代に再現が試みられ開花に成功し、NHKのニュース番組でも報道されたが、その後は定着せずに絶えた模様である。その後、2014年に基礎生物学研究所、鹿児島大学、サントリーグローバルイノベーションセンターの合同チームが、キンギョソウ