Шарообразный, реже чуть вытянутый, внешне напоминающий яйцо стебель Нотокактуса скорее бугорчатый, чем ребристый. Однако, встречаются экземпляры и с хорошо очерченными, ярко выраженными ребрами. Ствол покрыт ареолами и множеством колючек.
Шипы — прямые, игловидные или крючкообразные, в зависимости от вида. Стебель, как правило, одиночный. Нотокактус редко образует боковые побеги, хотя подобное явление изредка встречается.
Цветет практически с первых лет жизни роскошными крупными (реже мелкими) цветами, желтыми или с примесью фиолетового тона. У некоторых представителей рода декоративную ценность представляет пестик с ярким рыльцем.
Плоды кактуса довольно маленькие, сухие, внутри находятся совсем крохотные семена.