棉花的主要器官包括根、茎、叶、花、铃、种子等。

棉花的根系由主根、侧根、支根和根毛组成。主根入土深，侧根分布广。主根入土深度可达2米以上。侧根主要分布在地表以下10～30厘米土层内，上层侧根扩展较长，一般可达60～100厘米，往下渐短，形成一个倒圆锥形的强大根系网。根系的作用主要是吸收水分和矿质养分，并起到固定棉株的作用。

棉花的茎是植株地上部与地下部营养物质的主要输送通道，也是支撑地上部叶、蕾、铃等器官的主要“躯干”。茎下连根，上部着生枝、叶、蕾、铃，通过茎内的韧皮部和木质部使棉株形成一个整体。茎不断地向上分化和生长，形成节和节间，节上又形成叶片和腋芽。主茎上的分枝有果枝和叶枝两种。一般叶枝在下，果枝在上。果枝又称为生殖枝、合轴枝、假轴枝、母枝等，它能直接长出花蕾，开花结铃。叶枝又称为木枝、营养枝、公枝、单轴枝等，它只能间接长出花蕾，开花结铃。

棉花的叶片是光合作用、呼吸作用的主要器官。它分为子叶、先出叶和真叶。子叶两片，一般呈茧形对生，是在出现真叶前制造有机养分的主要器官。先出叶位于枝条基部的左侧或右侧的第一节位，为不完全叶，叶形多为披针形或长椭圆形，易脱落。真叶有主茎叶和果枝叶，具叶柄、叶片、托叶三部分，所以称为完全叶。叶片表皮细胞分化出的表皮毛和腺毛合称茸毛，它与棉花品种抗蒸腾、抗旱、抗虫、耐盐等特性相关。

棉花的花为完全花，由花柄、苞叶、花萼、花瓣、雌蕊雄蕊等组成。它是授粉、受精的场所。棉花为常异花授粉作物，所产生的种子大部分为自花授粉种子，也有少量天然杂交种子。

棉铃俗称棉桃，是由受精的子房发育而成的果实，在植物学上称为蒴果。它是着生种子和纤维的器官。棉铃的形状一般为圆形、卵圆形、长卵圆形或圆锥形，大部分呈卵圆形。

棉花的种子俗称棉籽，既是重要的繁殖器官，也是重要的营养物质储藏器官。在棉铃发育的同时，棉籽也迅速发育。成熟的棉籽外形通常为圆锥形、卵圆形或不规则的梨形，主要由种皮和种胚两部分组成。棉花种皮的表面细胞突起形成棉纤维。