Кокосовая пальма достигает в высоту 20-40 м и более при диаметре ствола у основания до 60 см. Ствол начинает формироваться в возрасте 4-6 лет, причем его вторичного утолщения не происходит вследствие отсутствия камбия. Обычно пальма имеет одну верхушечную почку, при отмирании которой растение погибает. Ствол, как правило, изогнут. Листья крупные, длиной до 6 м и шириной до 1 м. У взрослых пальм листья состоят из 200-250 листочков длиной 60-90 см и шириной до 2-3 см.
В хороших условиях листья появляются с интервалами в 3-4 недели, но в плохих — интервалы удлиняются до 2-3 месяцев. Лист достигает нормального размера лишь через год, и продолжительность его жизни — свыше 3 лет. В среднем у кокосовой пальмы бывает от 30 до 40 листьев на разных этапах их жизненного цикла. Приблизительно можно считать, что ежемесячно формируется и отмирает по 1 листу (в год 12-15). Поэтому по числу листовых рубцов можно примерно судить о возрасте пальмы.
В культуре дерево начинает плодоносить с 7—9 лет и продолжает около 50 лет. Одно дерево ежегодно даёт от 60 до 120 орехов.
Сбор орехов — нелегкое дело. Одни сборщики урожая забираются на дерево и срезают орехи. Другие пользуются длинным шестом с прикрепленным к концу ножом. В Индонезии этой работе обучают обезьян. Самый простой способ сбора зрелых орехов — подождать, пока орех не упадет на землю сам.
Каким бы способом ни собирали кокосы, они стали идеальной товарной культурой, а для многих и бесценным источником продуктов питания.
Соцветия развиваются в пазухах листьев и появляются, как и листья, с интервалом в 3-6 недель. Соцветие — метелка с колосками длиной 1,0-1,5 м, иногда до 2 м. На соцветиях имеются мужские и женские цветки. Опыление кокосовой пальмы осуществляется ветром и насекомыми. Для сильнорослых сортов характерно перекрестное опыление и гетерозиготность потомства, для карликовых — самоопыление и большая генетическая однородность. В результате сильного опадения завязей на соцветии обычно остается 6-12 плодов. При благоприятных условиях цветение длится круглый год.
Плоды кокосовой пальмы принадлежат к наиболее крупным в растительном мире: их длина до 30-40 см, ширина — до 25-30 см, а масса может превышать 2 кг. Плод снаружи покрыт кожистым экзокарпом зеленой, желтой или красноватой окраски. Далее следует слой волокнистого мезокарпа толщиной 2-15 см. Он предохраняет семя от перегрева и обеспечивает плавучесть плода. Помимо этого здесь в значительных количествах накапливается калий и другие зольные элементы. У молодых плодов мезокарп съедобен.