Vegetative Merkmale
Der Echte Buchweizen ist eine einjährige krautige Pflanze, die als Wildpflanze Wuchshöhen von 20 bis 60 Zentimetern erreicht, unter günstigen Bedingungen (Ackeranbau) auch bis zu 1,2 Meter. Der aufrechte Stängel ist wenig verzweigt und bei der Fruchtreife meistens rot überlaufen.
Die Laubblätter sind wechselständig angeordnet. Die unteren Laubblätter sind deutlich gestielt, die oberen sitzen fast dem Stängel an. Typisch für die Knöterichgewächse ist die kurze, tütenartige Hülle (Ochrea), die an der Ansatzstelle des Blattstiels den Stängel umhüllt. Die Blattspreite ist dreieckig spießförmig, herz- bis pfeilförmig, mit einer Länge bis zu 8 Zentimetern meistens etwas länger oder gleich lang als breit und stets zugespitzt.
Generative Merkmale
In den Blätterachseln entspringen die Blütenstandsschäfte, über denen die kurzen, traubigen bis schirmrispigen Blütenstände stehen. Die zwittrigen Blüten sind nur etwa 3 Millimeter lang. Die Blütenhülle besteht aus meist fünf, selten auch nur vier 3 bis 4 mm langen, weißen, rosafarbenen bis rötlichen Blütenhüllblättern.
Als Frucht wird pro Blüte ein dreikantiges Nüsschen gebildet. Die Nüsschen sind 4 bis 6 Millimeter lang und etwa 3 Millimeter dick mit ganzrandigen, scharfen, ungezähnten Kanten und glatten Flächen. Die Frucht ist ungeflügelt und besitzt eine derbe Schale, die etwa 30 % des Gewichts ausmacht und vor der Nutzung als Nahrungsmittel entfernt werden muss. Die Tausendkornmasse beträgt bei Feldanbau etwa 16 g.
Die Chromosomenzahl beträgt 2n = 16.