ข้าวฟ่างมีชื่อวิทยาศาสตร์ว่า ซอร์กัม ไบคัลเลอร์ (ลินเนียส) โมเอนช์ (Sorghum bicolor (Linnaeus) Moench) จัดเป็นพืชตระกูลหญ้า ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะมีลำต้นเดียว แต่อาจจะแตกกอหรือหน่อได้ แล้วแต่ชนิดและพันธุ์ของข้าวฟ่าง โดยทั่วไปข้าวฟ่างพวกที่ใช้ประโยชน์จากเมล็ดจะไม่มีการแตกหน่อ ยกเว้นกรณีที่ต้นเดิมหรือยอดถูกทำลายไปก็จะมีการแตกหน่อขึ้นมาใหม่ ข้าวฟ่าง ส่วนใหญ่เป็นพืชฤดูเดียวหรือล้มลุก คือ ออกดอกให้เมล็ดแล้วก็ตายไป แต่มีข้าวฟ่างหลายประเภทที่สามารถอยู่ข้ามปีได้โดยการแตกกอจากต้นเดิม
ส่วนประกอบที่สำคัญของข้าวฟ่างมีดังนี้ คือ ลำต้น ลำต้นข้าวฟ่างมีความสูงแตกต่างกันตั้งแต่ ๔๕ เซนติเมตร ถึงกว่า ๔ เมตร แต่ข้าวฟ่างที่นิยมปลูกกันทั่วไปจะมีลำต้นสูงประมาณ ๑-๒เมตร มีเส้นผ่าศูนย์กลางของลำต้นอยู่ระหว่าง ๕ มิลลิเมตร ถึง ๓ เซนติเมตร ลำต้นจะเจริญเติบโตตั้งตรงเหมือนพืชทั่วไป ลำต้นจะมีข้อ ปล้องใบ และกาบใบ ห่อหุ้มอยู่ทุกๆ ข้อของต้นจะมีตา แต่จะไม่มีการเจริญ ยกเว้นตาตรงข้อต่ำสุดที่จะเจริญเป็นหน่อหรือกอและกิ่งก้าน ซึ่งจะกลายไปเป็นต้นใหม่ได้ ลำต้นของข้าวฟ่างค่อนข้างแข็งภายในลำต้นจะมีลักษณะคล้ายฟองน้ำ มีรูอยู่ตรงแกนกลาง บางพันธุ์มีน้ำซึ่งอาจมีรสหวานหรือไม่มีรสเลย และบางพันธุ์อาจแห้ง
