Les feuilles de cette ombellifère qui peut atteindre deux mètres de haut et qui aime le soleil sont fortement pennées, de sorte que peu d'eau s'évapore de la petite surface des feuilles. Une autre adaptation du fenouil aux sites secs de sa région d'origine, la Méditerranée, est l'épaississement des pétioles inférieurs. Elles forment un faux tubercule qui a une fonction de stockage et qui est particulièrement charnu chez le fenouil potager. Les fleurs jaunes du fenouil apparaissent de juillet à septembre en grandes ombelles doubles en forme d'assiette.

Le fenouil sauvage n'existe que sporadiquement en Italie et dans la péninsule ibérique. Mais le fenouil est cultivé depuis des temps immémoriaux et trois sous-espèces sont le résultat d'une sélection constante. Les bulbes vert clair à blanchâtres du fenouil potager sont utilisés en cuisine. Les graines de fenouil - botaniquement parlant, il s'agit de fruits, car la graine est encore collée à une paroi de fruit - sont également très recherchées : les graines de fenouil doux (également appelé "fenouil romain") servent d'épice ; les graines destinées à un usage médicinal sont récoltées sur le fenouil amer.

L'huile de fenouil n'est présente qu'en très petites quantités dans les feuilles, alors que les graines contiennent, selon la culture, jusqu'à six pour cent de cette huile essentielle. Elle est composée à plus de 50 pour cent d'anéthol, responsable de l'arôme typique du fenouil. L'anéthole n'a pas seulement un effet antispasmodique et expectorant, mais soutient également la musculature de l'estomac et des intestins et stimule la production de lait. Un autre composant de l'huile de fenouil est la fenchone, un germicide qui donne son goût amer. Le fenouil amer contient environ 10 à 20 pour cent de fenchone, le fenouil doux moins d'un pour cent.