سیب‌زمینی با نام علمی سولانوم تیوبروزوم از نظر گیاه‌شناسی به خانواده سولاناسه(Solanaceae) تعلق دارد که در این خانواده، گیاهان مهم دیگری نظیر گوجه‌فرنگی، بادنجان و فلفل نیز وجود دارند. گلهای سیب‌زمینی پنج قسمتی (۵ گلبرگ بهم چسبیده و ۵ کاسبرگ بهم چسبیده است). تعداد پرچمها نیز ۵ است که بهم متصل شده و یک لولهٔ بساکی را ساخته‌اند و مادگی از وسط آن خارج شده‌است. این گیاه دارای رقمهای مختلف است که آن‌ها را به زودرس، دیررس و میانه‌رس تقسیم می‌کند و برحسب استفاده این گیاه به سیب‌زمینی خوراکی، علوفه‌ای و صنعتی (جهت استفاده الکل یا نشاسته یا قند) تقسیم می‌شود.
بر اساس مطالعات انجام شده گونه‌های مختلف سیب‌زمینی از شیلی تا جنوب ایالات متحده و از سطح دریا تا ارتفاع ۴۸۰۰ متری پراکنده شده‌اند اما در این‌گونه‌ها از نظر مورفولوژیکی یا به عبارت دیگر تیپ گیاه، برگ، گل و غیره تنوع زیادی مشاهده می‌شود. در سیب‌زمینی تعداد کروموزوم پایه درجنس سولانوم، دوازده می‌باشد. سیب‌زمینی گیاهی علفی و چندساله است، اما در کشاورزی به عنوان یک گیاه یک‌ساله مورد کشت و کار قرار می‌گیرد. این گیاه معمولاً از طریق غده‌های بذری تکثیر می‌شود و از جوانه‌های روی غده بذری انشعابات و اندام‌های هوایی ایجاد می‌شود و ریشه‌ها از پریموردیای روی جوانه‌ها بوجود می‌آیند. روی این انشعابات و اندام‌های هوایی، ساقه، شاخ و برگ، دستک، ریشه، گل آذین و نیز نسل بعدی غده‌ها شکل می‌گیرد. البته سیب‌زمینی از طریق کشت سلول، مریستم، بافت، جوانه، اجزای غده، بذر حقیقی، برگ یا برش‌های ساقه نیز ممکن است تکثیر شود.
سیب‌زمینی سرشار از بتاکاروتن (پیش ساز ویتامین آ) است که وقتی پخته می‌شود به آسانی جذب می‌شود. ساقه و برگ‌های سیب‌زمینی حاوی ماده سمی بنام سولانین است، بنابراین نباید آن را مصرف کرد.
مهم‌ترین ماده اصلی موجود در سیب‌زمینی نشاسته‌است که معمولاً ۹ تا ۲۵ درصد آن را تشکیل می‌دهد، از این رو برای تأمین انرژی ماده مفیدی است که نسبت به غلات کمتر تحت تأثیر آفات قرار می‌گیرد و پرورش آن آسان‌تر است.
سیب‌زمینی تقویت‌کننده قلب، محکم‌کننده لثه، مسکن درد و زخم معده است. سیب‌زمینی در بین سبزیجات حاوی ویتامین ث بالایی است و برای تأمین ویتامین ث مورد نیاز برای جلوگیری از خون‌ریزی لثه مفید است. ویتامین ث یک آنتی‌اکسیدان است و به تولید پروتئینی به نام «کلاژن» که تشکیل دهنده استخوان، غضروف مفاصل، عضلات و رگ‌های خونی است کمک می‌کند. سیب‌زمینی همچنین مقداری مواد معدنی مانند پتاسیم و کلسیم دارد. نکته بسیار مهم این است که در اثر ماندن در انبار و پخت نامناسب مقدار زیادی از ویتامین ث آن به هدر می‌رود. با این حال سیب زمینی سرخ کرده همچنان حاوی پتاسیم و ویتامین ث است. سیب‌زمینی علاوه بر ویتامین ث حاوی مواد مفید دیگری مثل پتاسیم، فسفر، آهن و منیزیم است.
سیب‌زمینی حاوی مقدار زیادی ویتامین ب۶ است. یک فنجان سیب‌زمینی پخته ۲۱ درصد ب۶ مورد نیاز روزانه انسان را تأمین می‌کند. بسیاری از آنزیم‌های بدن خصوصاً آنهایی که در تبدیلات پروتئینی درگیر هستند به ب۶ محتاج هستند، در نتیجه برای تولید سلول‌های جدید بدن انسان احتیاج به ب۶ دارد. ب۶ برای ورزشکاران بسیار حیاتی است و به آمادگی و بازسازی بدنشان کمک می‌کند. ب۶ در جلوگیری از سرطان نیز مفید است.