ข้าวสาลีเป็นไม้ล้มลุกปีเดียว สูงได้ถึง ๑.๕ ม.
ใบเดี่ยว เรียงสลับ รูปแถบ กว้าง ๑-๓ ซม. ยาว ๑๕-๔๐ ซม. ปลายเรียวแหลม ลิ้นใบเป็นเยื่อบาง สั้น ติ่งใบคล้ายเขี้ยว
ช่อดอกแบบช่อเชิงลด ออกที่ยอด ยาว ๕-๑๒ ซม. มีใบธงรองรับ ช่อดอกย่อยรูปรีหรือรูปไข่ ออกเดี่ยว เรียงสลับถี่บนแกนกลางช่อดอกซึ่งคดไปมา กาบช่อดอกย่อย ๒ กาบ ขนาดใกล้เคียงกัน ปลายมีสันพับ ๒ ข้าง และมีติ่งหรือรยางค์แข็ง เนื้อกาบบาง มีเส้นตามยาว ๕-๑๑ เส้น ดอกย่อยมี ๓-๙ ดอก ดอกบนสุดมักไม่เจริญ ดอกอื่น ๆ เป็นดอกสมบูรณ์เพศ กาบล่างรูปไข่กว้าง ปลายเป็นสันพับ มีรยางค์แข็ง หรือปลายมน กาบด้านหลังนูน กาบบนขอบ ๒ ข้างพับเข้า มีขนครุยที่สันพับ กลีบเกล็ด ๒ อัน ขอบมีขนครุย เกสรเพศผู้ ๓ อัน รังไข่อยู่เหนือวงกลีบ มี ๑ ช่อง ออวุล ๑ เม็ด ก้านยอดเกสรเพศเมียมี ๒ เส้น ยอดเกสรเพศเมียมีขนยาวนุ่มเป็นพู่
ผลแบบผลแห้งเมล็ดติด รูปไข่ ปลายตัด มีขนที่ปลาย มักมีกาบ ๒ กาบหุ้มผล แต่บางพันธุ์กาบล่อน
แหล่งกำเนิดของข้าวสาลีอยู่ในเขตเอเชียตะวันตกเฉียงใต้ ได้แก่ ประเทศอิหร่าน อิสราเอล ฯลฯ มนุษย์ใช้ข้าวสาลีพันธุ์ป่าเป็นอาหารเมื่อประมาณ ๑๐,๐๐๐ ปีมาแล้ว ลักษณะพวกข้าวสาลีป่า รวงเปราะ และผลติดกาบ ต่อมาข้าวสาลีป่าได้มีวิวัฒนาการตามธรรมชาติจนมีลักษณะดีขึ้นเรื่อย ๆ เนื่องจากข้าวสาลีเป็นอาหารจึงมีการนำไปปลูกยังที่ต่าง ๆ ซึ่งมีอากาศอบอุ่น ในประเทศไทยนำเข้ามาปลูกในบริเวณภาคเหนือตอนบน และภาคตะวันออกเฉียงเหนือตอนบน มีช่วงการปลูกถึงเก็บเกี่ยวระหว่างกลางเดือนตุลาคมถึงต้นมีนาคม
ประเทศไทยได้นำข้าวสาลีอีกชนิดหนึ่ง คือ ข้าวสาลีดูรัม (T. durum Desf. ชื่อสามัญ Macaroni wheat, Durum wheat) ลักษณะทั่วไปคล้ายกับข้าวสาลีชนิดแรก แต่ผลโตกว่า แกร่งและใสกว่าข้าวสาลีชนิดแรก จำนวนโครโมโซมของเซลล์ลำต้นต่างกันด้วย ของข้าวสาลีชนิดแรกมี ๒๑ คู่ ส่วนข้าวสาลีดูรัมมี ๑๔ คู่
อีกชนิดหนึ่งที่ได้นำเข้ามาปลูกทดลองในประเทศไทย ซึ่งเป็นธัญพืชลูกผสมข้ามสกุลระหว่างข้าวสาลี (T. aestivum L.) กับข้าวไรย์ (Secale cereale L.) เรียก ข้าวทริติเคลี (Triticale) จุดประสงค์เพื่อรวบรวมลักษณะดีของข้าวไรย์และข้าวสาลีเข้าด้วยกัน ลักษณะทางพฤกษศาสตร์ของข้าวทริติเคลีเหมือนข้าวสาลี แต่มีลักษณะต่างกันเล็กน้อย เช่น คอรวงมีขน รวงยาวกว่าข้าวสาลี เมล็ดเรียวยาว ขุ่นไม่แกร่งใส มีรอยย่นบนเมล็ด มีจำนวนโครโมโซมของเซลล์ลำต้นเท่ากับ ๒๑ หรือ ๒๘ คู่
ข้าวสาลีแต่ละชนิดแต่ละพันธุ์ที่ปลูกตามส่วนต่าง ๆ ของโลก มีองค์ประกอบทางเคมีต่างกันไป ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมและสภาพภูมิอากาศในแต่ละปี โดยทั่วไปมีโปรตีนร้อยละ ๘-๑๓ เซลลูโลสร้อยละ ๐-๐.๒ น้ำมันหรือไขมันร้อยละ ๐.๘-๑.๕ เกลือแร่ร้อยละ ๐.๓-๐.๖ น้ำตาลร้อยละ ๑.๕-๒ คาร์โบไฮเดรตร้อยละ ๖๕-๗๐ ความชื้นร้อยละ ๑๓-๑๕.๕
ข้าวสาลีนำมาต้มหรือนึ่งจนสุกใช้เป็นอาหาร โดยทั่วไปแล้วใช้ในรูปแป้ง เช่น ทำขนมปัง เค้ก ชาวจีนใช้เมล็ดข้าวสาลีมาเพาะให้งอกในกระบะไม้แล้วโขลกต้นอ่อนให้แหลก คั้นเอาน้ำซึ่งมีเอนไซม์ไปผสมกับปลายข้าวเหนียวนึ่ง หมักไว้จนได้น้ำตาลเหนียว ซึ่งเรียกว่า แบะแซ นอกจากเป็นอาหารของมนุษย์แล้ว ฟางและเมล็ดข้าวสาลีบางพันธุ์ยังใช้เป็นอาหารสัตว์ด้วย.