開花：6月 「移り気」「高慢」「元気な女性」「あなたは美しいが冷淡だ」 「無情」

樹高は 1-2 メートル。葉は光沢のある淡緑色で葉脈のはっきりした卵形で、周囲は鋸歯状。
6 月から 7 月に紫（赤紫から青紫）の花を咲かせる。一般に花と言われている部分は装飾花で、おしべとめしべが退化しており（中性花）、花びらに見えるものは萼（がく）である。ガクアジサイでは密集した両性花の周囲にいくつかの装飾花がみられるが、セイヨウアジサイではほとんどが装飾花となっている。また、装飾花の欠如した変異もある（ガクアジサイ「三河千鳥」など）。
花（正確には萼）の色は、アントシアニンのほか、その発色に影響する補助色素（助色素）や、土壌の pH （酸性度）、アルミニウムイオン量、さらには開花からの日数によって様々に変化するため、「七変化」とも呼ばれる。
一般に「土壌が酸性ならば青、アルカリ性ならば赤」と言われているが、土壌の pH （酸性度）は花色を決定する要因の一つに過ぎない。花弁（正確には装飾花）に含まれる補助色素によっては青になり得ない、またはなり難いものがあるほか、pH は地中のアルミニウムがイオン化する量を左右する要因に過ぎないため、仮に酸性土壌であっても地中のアルミニウムの量が少なければ花が青色になることはない。また、初めは青かった花も、咲き終わりに近づくにつれて赤みがかかっていく。