L’Hylocereus megalanthus est un cactus terrestre ou épiphyte, rampant, grimpant ou retombant, richement ramifié, aux tiges succulentes et ailées jusqu’à 6 m de long se fixant au substrat par des racines aériennes.
Les fleurs se forment sur des tiges florales vertes et arrondies, dotées d’écailles charnues et écartées entourant l’ovaire. Les fleurs ne s’ouvrent que la nuit et sont pollinisées par les chauves-souris.
Les fruits (appelés pitayas) sont des baies charnues, rondes ou ovales, sans épines, à la peau rose-rouge à maturité avec des écailles triangulaires jusqu’à 8 cm de long. Les pitayas mesurent jusqu’à 20 cm. La peau de 1 cm d’épaisseur renferme une cavité remplie d’une pulpe juteuse blanc vitreux contenant de nombreuses graines noires jusqu’à 3 mm.