גפן היין היא מטפס רב־שנתי מעוצה ונשיר־חורף ממשפחת הגפניים.

הגבעולים הצעירים, השריגים, גמישים וירוקים. עם השנים הם מתעצים ומתפתחים לגזעים ולענפים ארוכים. מול חלק מן העלים מתפתחות קנוקנות מסועפות, שבאמצעותן נאחזת הגפן בענפים, בגדרות ובתמיכות ומטפסת לגובה.

העלים מסורגים, פשוטים ורחבים ובסיסם דמוי לב. הטרף מחולק בדרך כלל לשלוש עד חמש אונות ששוליהן משוננים. מידת השסע, השעירות וצורת האונות משתנות מאוד בין זנים ובין אוכלוסיות.

הפרחים קטנים, ירקרקים עד צהבהבים ומרוכזים בתפרחות מסועפות. בגפן התרבותית רבים מהזנים נושאים פרחים דו־מיניים, ואילו בגפן הבר המקומית קיימים צמחי זכר וצמחי נקבה נפרדים.

לאחר ההפריה מתפתחים אשכולות של ענבות. צבע הענבים הבשלים משתנה מירוק וצהבהב ועד ורוד, אדום, סגול ושחור בהתאם לזן.

אוכלוסיות הבר המקומיות גדלות בעיקר בבתי גידול לחים בצפון הארץ, בעוד גפנים תרבותיות ופליטי תרבות מופיעים ברחבי החבל הים־תיכוני.