Pochodzenie jest podobne do pochodzenia kapusty głowiastej. Ich wspólnym przodkiem jest prawdopodobnie kapusta dzika, z której w wyniku zróżnicowania się pędów i liści, oraz deformacji kwiatostanu powstała róża kalafiora. Formą pierwotną kalafiora jest brokuł biały, znany znacznie wcześniej, z którego drogą selekcji otrzymano kalafior. Wiele cech tej odmiany botanicznej uległo w ciągu lat zmianom. Kalafior jest roślina roczną. Pęd główny jest silnie skrócony, ulistnienie ma gęste, tworzące rozetę. Liście śrubowato ułożone, są mało zróżnicowane pod względem kształtu (rosną prawie pionowo). Układ liści jest ważną cechą odmianową, od niego zależy lepsze bądź gorsze okrycie róży blaszkami liściowymi, osłaniającymi ją przed działaniem promieni słonecznych. Odmiany wczesne mają liście krótkie i w mniejszej liczbie, odmiany późne są obficiej ulistnione, a długość liści wynosi około 80 cm.

Róża stanowi część jadalną kalafiora, jest wielokrotnie rozgałęziającą się częścią szczytową łodygi. O kształcie róży decyduje charakter wzrostu rośliny. Związki rozgałęzień pierwszego rzędu rozmieszczone są spiralnie aż do okresu pełnej dojrzałości róży. Związki rozgałęzień stopni dalszych powstają z wierzchołków wzrostu rozgałęzień stopnia poprzedniego. Powierzchnia róży kalafiora składa się z niezróżnicowanych tkanek mery systematycznych, w których nie można wyodrębnić żadnych związków przyszłych kwiatów. Dopiero po 10-15 dniach od wykształcenia róży następuje wydłużanie się skróconych pędów i tworzenie kwiatostanu kalafiora, w którym można wyróżnić pąki kwiatowe. Kształt róży jest cechą odmianową. Rozróżnia się róże kuliste, kulistospłaszczone i płaskie. Cechami najważniejszymi róży kalafiora są: zwięzłość, wypełnienie róży i długość łuku róży. W związku z niekorzystnymi warunkami uprawy powierzchnia róż może stać się omszona, ziarnista lub gąbczasta. Zjawiskiem niepożądanym jest porastanie róży drobnymi listkami, dzieje się tak pod wpływem zbyt wysokich temperatur. Kwiaty kalafiorów są jasnożółte, średniej wielkości, w dużym stopniu samopylne. Nasiona podobne do nasion kapusty, lecz drobniejsze (w 1 g jest 300-400 sztuk). Zachowują zdolność kiełkowania przez 3-4 lata. Owocem jest łuszczyna.