ฉี่หม้อเดียวเป็นไม้เลื้อย ยาว ๑๐ ม. อาจพบยาวได้ถึง ๓๐ ม. ทุกส่วนมียางสีขาว กิ่งอ่อนเป็นเหลี่ยมมีขนละเอียด กิ่งแก่เกลี้ยง
ใบเดี่ยว เรียงตรงข้าม รูปรีหรือรูปไข่ กว้าง ๑.๕-๖ ซม. ยาว ๑.๗-๑๗ ซม. ปลายเรียวแหลมโคนรูปลิ่มหรือมนกลม แผ่นใบเหนียวคล้ายแผ่นหนังด้านบนเกลี้ยง ด้านล่างมีขนละเอียดประปราย เส้นแขนงใบข้างละ ๘-๒๐ เส้น ก้านใบยาว ๐.๕-๒ ซม. ด้านบนเป็นร่อง
ช่อดอกแบบช่อกระจุกแยกแขนง ออกที่ยอดและตามซอกใบ ทั้งช่อยาว ๑-๑๖.๕ ซม. มีขนละเอียดแขนงช่อออกตรงข้าม มี ๑-๔ คู่ ก้านดอกยาว ๒-๔ มม. กลีบเลี้ยงโคนเชื่อมติดกันเล็กน้อย ปลายแยกเป็น ๕ แฉก รูปไข่ กว้าง ๐.๘-๑.๔ มม. ยาว ๑.๓-๒.๖ มม. ปลายมนหรือมนกลม ด้านนอกมีขนละเอียด กลีบดอกสีขาวหรือสีเหลือง โคนเชื่อมติดกันเป็นหลอด ยาว ๒-๔ มม. ปลายแยกเป็น ๕ แฉก รูปขอบขนาน ยาว ๒.๗-๗.๒ มม. ปลายมน ด้านนอกเกลี้ยงหรืออาจมีขนละเอียดประปราย ด้านในบริเวณปากหลอดและภายในหลอดมีขนสั้นนุ่ม แฉกกลีบดอกซ้อนเหลื่อมไปทางขวาในดอกตูม เมื่อดอกบานกลีบบิดเวียนไปทางขวาและปลายโค้งลงเล็กน้อย เกสรเพศผู้ ๕ เกสร อยู่ภายในหลอดกลีบดอก ก้านชูอับเรณูสั้นติดใกล้โคนหลอด อับเรณูรูปคล้ายหัวลูกศร กว้าง ๐.๓-๐.๕ มม. ยาว ๑.๕-๒.๕ มม. จานฐานดอกเป็นวงสูง ๐.๒-๐.๔ มม. ขอบเรียบหรือเป็นจักซี่ฟัน ๕ จัก รังไข่อยู่เหนือวงกลีบ มี ๒ รังไข่ แยกจากกัน มีขนสั้นนุ่ม แต่ละรังไข่มี ๑ ช่อง มีออวุลจำนวนมาก ก้านยอดเกสรเพศเมียและยอดเกสรเพศเมียยาว ๑-๒ มม. ยอดเกสรเพศเมียเป็นปุ่มค่อนข้างกลม
ผลแบบผลแห้งแตกแนวเดียว ออกเป็นคู่ รูปทรงกระบอกยาวเรียว กว้าง ๒.๓-๗ มม. ยาว ๑๐-๒๕.๕ ซม. มีขนยาวถึงเกลี้ยง เมล็ดรูปแถบ กว้าง ๒-๕ มม. ยาว ๑.๙-๒.๕ ซม. ปลายด้านหนึ่งมีขนเป็นพู่ ยาว ๒.๓-๓.๒ ซม.
ฉี่หม้อเดียวมีเขตการกระจายพันธุ์ในประเทศไทยเกือบทุกภาค ยกเว้นภาคกลาง พบตามป่าดิบ ที่สูงจากระดับทะเล ๒๐๐-๑,๓๐๐ ม. ในต่างประเทศพบที่อินเดีย เนปาล ภูฏาน เมียนมา จีน ลาว เวียดนามและคาบสมุทรมาเลเซีย.