雙子葉植物一科。喬木或灌木，也有草本或藤本。莖、葉的幼嫩部分常有星狀毛，樹皮富含纖維。葉互生，單葉，有托葉，稀為掌狀複葉。花序腋生，稀頂生，由聚傘花序排成圓錐花序、總狀花序或傘房花序，稀為單生花；花單性或兩性，萼片或多或少合生，每朵花有花瓣5片，有些種類無花瓣；雄蕊的花絲常合生成管狀，常有5枚退化雄蕊與雄蕊群互生，花藥2室；雌蕊由2～5（稀10～12）個合生的心皮所組成；子房上位，室數與心皮數相同，每室有胚珠2至多個，雌蕊的基部常有伸長的雌雄蕊柄。果實多為為蒴果或蓇葖果，每朵花常可結成數個分果，也有少數種類為核果。花粉形態多型，以3溝孔類型的屬占多數。大多數屬的花粉表面有網狀花紋，並在大網眼內還有不規則的近網狀花紋或瘤狀花紋；花粉的外形從長球形逐漸演變為球形或扁球形，外萌發孔縮短變窄甚至消失。染色體基數x＝8,10為最普遍；翅子樹屬有x＝19的。有68屬約1 100種，主要分佈於熱帶和亞熱帶地區，個別種可分佈到溫帶。中國有22屬89種，分佈以雲南為最多，其次為廣東及廣西，貴州、四川、福建、臺灣也有分佈，范圍一般不超過長江以北，並以北回歸線以南最多，隻有梧桐可栽培至華北和西北地區。梭羅樹屬以中國為分佈中心。
火桐
梧桐科植物的莖皮富於纖維，可作麻袋、繩索和造紙的原料。梧桐多栽培作行道樹，木材輕軟，可制樂器，種子可食。可拉原產非洲，海南有栽培，種子含可可堿和咖啡堿，可制飲料和藥用。可可為世界三大飲料植物之一，它的種子為制可可粉和巧克力糖的原料，富於營養，中國的海南、臺灣和雲南南部有栽培。火繩樹屬在中國有5種，均為紫膠蟲的良好寄主，紫膠為重要的工業原料。絨毛蘋婆的樹幹上割取的梧桐膠用於食品、紡織、醫藥等工業。胖大海的種子藥用，治咽喉炎、喉痛、扁桃腺炎等癥，廣東、海南、廣西有栽培，也可作為觀賞樹木。半楓荷、山芝麻等亦可藥用。梧桐、午時花等為庭園觀賞植物。
梧桐科的形態性狀與椴樹科、錦葵科及木棉科關系密切。J.哈欽森認為它是從椴樹科同一個進化幹派生出來，但其分佈區更多在熱帶。A.L.塔赫塔江等認為梧桐科是從五椏果目(Dilleniales)發生，又與大戟科在系統進化上有一定聯系。此外，R.佈朗把梧桐科分為兩個科，即刺果藤科(Byttneriaceae)和梧桐科，但從花部的比較形態來衡量，近代學者多主張應歸為一個科。