形態は様々であるが、一般的に茎は筒または球型、葉は針状もしくは退化している。
全ての種が一種の短枝である刺座（しざ）と呼ばれる器官を持つ。基本的に腋芽には刺座が形成され、多くの場合そこにスポット状に葉の変化した棘が密生する。
基本的に乾燥地帯に生息するので、吸収した水や養分を貯蓄して乾燥による枯れを防止できる構成になっている。
飼育下にあるサボテンも同じで、水をやり過ぎると根本から腐ってしまう。しかし、腐った部分を切除して適度に乾燥させれば復活も可能で、生命力は非常に強い。
記録によると200年近く生きるサボテンも存在するという。

鮮やかな花を咲かせる種類が多数ある。また、実を食用にする種類もある(サボテン科の大半は液果。特に代表されるのはドラゴンフルーツ)。
観葉植物としても人気が高く、ガーデニング専門店やホームセンターなどで小型の種類が数多く取り扱われているが、前述の生態もあって水や土の管理が難しく、飼育には相応の知識を要する。

多肉植物の中では、サボテンは最も種類が多い最大派閥である。

独特の形状から、ファンシー小物として部屋に飾られることが多い。
また、トゲに覆われ乾燥地域に生えている様子は生命力の強さを感じさせられる。キャラクター化されることが多い。

棘の代わりに柔らかい毛が生えている種や棘が生えていない種もあるが、その中にはペヨーテ（烏羽玉）のように茎に幻覚作用のある毒を含むものがあり、古代アステカや一部の民族では宗教儀式に用いられている。

なお、アメリカ合衆国のアリゾナ州法では、自生のサボテンを折ると最大25年の懲役が科せられる。