Внешне  калибрахоа очень похоже на петунию, однако у этих родов имеются и значительные различия. Стебель у калибрахоа, в отличие от петунии, сильнее одревесневает и ветвится, образуя очень длинные ампельные побеги, свисающие из кашпо на 1,5—2 м. Листья значительно более мелкие, чем у петунии (длиной 3—4 см и шириной 1 см), ланцетные. Все зеленые части растения покрыты негустыми жесткими короткими волосками. Цветки калибрахоа похожи на цветки петунии, но более мелкие, диаметром около 3 см. Края лепестков ровные. Интересно строение генеративных органов: две тычинки более длинные, их пыльники в виде капюшона нависают над пестиком, тогда как пыльники трех остальных тычинок находятся ниже, под рыльцем пестика.

Природная окраска цветков калибрахоа фиолетовая, но в настоящее время созданы сорта с белой, красной, а также розовой, желтой и коричневатой окраской различных оттенков. У многих сортов на лепестках отчетливо видна более темная центральная жилка, а основание лепестка окрашено более интенсивно. Зев окрашен в желтый или темно-коричневый цвет. Считается, что различия в цвете у разных сортов вызваны не различным антоциановым составом, а изменением рН клеточного сока. Количество цветков на растении, в том числе одновременно раскрытых, бывает очень большим, из-за чего одна из сортогрупп получила название «Million Bells», что в переводе означает «миллион колокольчиков».

Калибрахоа, в отличие от петунии, в культуре размножается главным образом вегетативно (черенкованием). По агротехническим и биологическим требованиям эти роды очень сходны.