牡丹根系发达，具有多数深根形的肉质主根和侧根。初生根始为白色，渐变为HS至褐色，肉质白色，个别红色，肉质中心木质化，俗称木心。肉质部储有大量养份和水份供植株生长，一般来说，根深的植株枝叶茂盛，植株较高，根浅则枝短株型矮。牡丹因品种不同，其根型、数量也不一致。
牡丹是落叶灌木。茎高达2米；分枝短而粗。叶通常为二回三出复叶，偶尔近枝顶的叶为3小叶；顶生小叶宽卵形，长7-8厘米，宽5.5-7厘米，3裂至中部，裂片不裂或2-3浅裂，表面绿色，无毛，背面淡绿色，有时具白粉，沿叶脉疏生短柔毛或近无毛，小叶柄长1.2-3厘米；侧生小叶狭卵形或长圆状卵形，长4.5-6.5厘米，宽2.5-4厘米，不等2裂至3浅裂或不裂，近无柄；叶柄长5-11厘米，和叶轴均无毛。
