雙子葉植物的一科。草質或木質藤本，有捲鬚。單葉互生，具葉柄，其上通常具2枚腺體，具托葉。聚傘花序，有時退化僅1～2花。花兩性，單性，偶有雜性，輻射對稱，萼片5，常成花瓣狀，其背面頂端常具1角狀附屬器；花瓣5，有時無，花冠與雄蕊之間具1至數輪絲狀或鱗片狀副花冠，有時無；內花冠各異；雄蕊通常5，花藥2室，縱裂；花粉粒為長球形至球形，極軸 30～65微米，具3孔溝、6孔溝或6溝，溝端在極區兩兩相聯；外壁外層厚於內層，表面具很明顯的網狀紋理；雌蕊由3～5枚心皮組成成，子房上位，生於雌雄蕊柄上，1室，側膜胎座，具數枚倒生胚珠。果實為蒴果，室背開裂或為肉質漿果，種子數顆，種皮具囊狀小窩點，胚乳肉質，胚大而直（圖1）。有16屬500餘種，約3/4的種類產於美洲熱帶。中國有2屬22種(包括引種栽培7種)，產於中南、華南、西南地區，以雲南種類為最多，生於海拔100～2 500(3 000)米的路邊、草坡或灌叢中。
圖1 圓葉西番蓮
圖2 西番蓮科雞蛋果
西番蓮科的一些植物，其根、葉、果實均可入藥，如三開瓢、杯葉西番蓮等具有祛風清熱、消炎止痛、活血散瘀、興奮強壯的功效。西番蓮科雞蛋果原產南美洲及西印度群島，中國引種作為觀賞植物，其花特大，直徑達10厘米，俗稱大麗花，花冠奇特，色彩鮮艷（圖2）。雞蛋果和一些大果種類常作水果或飲料。
對西番蓮科與其他科的親緣關系，主要有兩種見解：①依據卷須、葉、花、種子以及具有大而宿存的珠心和明顯的二層珠被等特征，與葫蘆科有許多相似之處，據此推斷，西番蓮科可能通過Achariaceae與葫蘆科有近緣關系。②依據木材解剖學、孢粉學、形態學的特征以及植物化學的相似性，認為西番蓮科通過Paropsieae這一過渡類群與大風子科有著比其他科更為緊密的親緣關系。