Las especies del género Neobuxbaumia crecen como árboles, ramificados o no, tienen un tronco bien definido de hasta 30 centímetros de diámetro y alcanzan alturas de hasta 15 metros. Los brotes fuertes, cilíndricos y de color verde grisáceo tienen numerosas nervaduras bajas y areolas muy ajustadas. Las espinas son rígidas o flexibles. Las flores pequeñas, de forma cilíndrica a acampanada, son blancas o rosadas y se abren durante el día. Su cáliz floral y el tubo floral presentan jorobas bastante grandes, presentan pequeñas escamas carnosas y están desnudos en la época de floración u ocupados por pocas cerdas. Los frutos, de forma ovoide, son espinosos, se desgarran verticalmente y tienen un remanente perenne de flores. Contienen una pulpa blanca y seca. Las semillas son de color marrón claro u oscuro y brillantes.