Khoai tây là loài cây nông nghiệp ngắn ngày, trồng lấy củ chứa tinh bột. Chúng là loại cây trồng lấy củ rộng rãi nhất thế giới và là loại cây trồng phổ biến thứ tư về mặt sản lượng tươi - xếp sau lúa, lúa mì và ngô. Lưu trữ khoai tây dài ngày đòi hỏi bảo quản trong điều kiện lạnh.

Cây khoai tây là cây lưu niên thân thảo phát triển khoảng 60 cm chiều cao, cây chết sau khi ra hoa. Hoa khoai Tây có màu trắng, hồng, đỏ, xanh, hoặc màu tím, nhụy hoa màu vàng. Khoai tây được thụ phấn chủ yếu bởi côn trùng, ong vò vẽ mang phấn hoa từ cây này đến cây khác, tuy nhiên cũng có một số lượng tự thụ phấn. Sau khi khoai tây ra hoa, một số giống cho ra quả màu xanh lá cây giống màu xanh trái cây cà chua anh đào, có thể chứa 300 hạt. Quả khoai tây có chứa một lượng lớn các chất độc alkaloid, solanine nên không dùng để ăn được. Tất cả các giống khoai tây mới được trồng từ hạt khác biệt với trồng bằng củ giống. Cắt trái khoai tây và ngâm xuống nước, hạt giống tách ra và chìm xuống phía dưới sau một ngày ngâm. Bất cứ loại khoai tây nào cũng có thể trồng bằng các loại củ (thực chất là thân biến dạng để dự trữ dinh dưỡng) hoặc miếng củ. Một số giống khoai tây thương mại không được sản xuất tất cả từ hạt giống (do giống không thuận lợi để ra hoa) mà được trồng bằng củ, gây nhầm lẫn với các loại củ và miếng củ bị gọi là hại giống.

Khoai tây có chứa các vitamin, khoáng chất và một loạt các hóa chất thực vật như các carotenoit và phenol tự nhiên. Axít chlorogenic cấu thành đến 90% của phenol trong khoai tây. Các hợp chất khác trong khoai tây là axit 4-O-caffeoylquinic (axit crypto-clorogenic), axit 5-O-caffeoylquinic (axit neo-clorogenic), axit 3,4-dicaffeoylquinic và 3,5-dicaffeoylquinic. Trong một củ khoai tây còn vỏ có kích thước trung bình 150 g, cung cấp 27 mg vitamin C (45% giá trị hàng ngày), 620 mg kali (18%), o,2 mg vitamin B6(10%) và một lượng rất nhỏ thiamin, riboflavin, folate, niacin, magnesi, photpho, sắt và kẽm.

Khoai tây chứa khoảng 26 g cacbohydrat trong một củ trung bình. Các hình thức chủ yếu của cacbonhydrat này là tinh bột. Một phần nhỏ trong đó có khả năng chống tiêu hoá từ enzym trong dạ dày và ruột non. Tinh bột khoáng này được coi là có hiệu ứng sinh lý và lợi ích cho sức khỏe giống chất xơ: là chống ung thư ruột kết, tăng khả năng nạp glucose, giảm nồng độ cholesterol và chất béo trung tính trong huyết tương, tăng cảm giác no, thậm chí nó có thể làm giảm chất béo tích trữ trong cơ thể. Cách chế biến khoai tây có thể làm thay đổi đáng kể hàm lượng dinh dưỡng. Ví dụ khoai tây nấu chín chứa 7% tinh bột khoáng, khi làm nguội đi thì nó tăng lên 13%.

Khoai tây được xếp vào loại thức ăn có chỉ số Glycemic(GI) cao, do đó nó thường bị loại trừ ra khỏi chế độ ăn của những người cố gắng theo chế độ ăn uống với GI thấp. Trong thực tế chỉ số GI tùy thuộc mỗi loại khoai tây khác nhau là khác nhau.

Do chứa nhiều cacbonhydrat, khoai tây được cho là khiến cho người bị béo phì dư thừa nhiều hơn chất béo. Tuy nhiên, nghiên cứu của Đại học California, Davis và Trung tâm Quốc gia về An toàn Thực phẩm và Công nghệ, Viện Công nghệ Illinois chứng minh rằng mọi người có thể đưa khoai tây vào chế độ ăn uống của họ và vẫn giảm cân.