Es un árbol pequeño con una altura aproximada de 6 a 8 metros. Las hojas son alternas y simples, oblongo-lanceoladas, de 5-17 cm de largo y de 2-5 cm de ancho.

Las flores se producen en racimos de 3-4 y cada flor es de 1,5-3 cm de ancho, con seis pétalos, de color amarillo-verdoso, con manchas púrpura en la base. Un árbol de cinco años de edad puede producir hasta 50 frutos anones.
El fruto es generalmente redondo u ovalado y posee unos 6-10 cm de diámetro, con un peso de 100-230 gramos. Está cubierto de escamas verdes muy pronunciadas, a semejanza de un cono de pino, y suele ser confundido con la chirimoya. Su interior es una pulpa blanca, la cual es la parte comestible, dulce y muy nutritiva repleta de semillas marrones (casi negras), muy lisas.
Esta especie no soporta en ninguna circunstancia el frío, muere bajo unos pocos grados bajo cero, ya que está acostumbrado al clima tropical. Aunque resiste moderadamente la sequía, no fructifica bien en periodos secos, requiere al menos unos 700 mm de precipitación.

Los árboles de ilama se caracterizan por ser de bajo porte (4 m en promedio) y por tener ramificaciones desde la base, generalmente con un eje central dominante. Árbol de porte erecto cuya altura puede alcanzar los 7,5 metros, a menudo se ramifica desde la base. Se distingue tanto por su corteza aromática y estriada de color marrón grisáceo pálido como por las brillantes hojas delgadas, de forma elíptica a abovada u oblongo-lanceolada.³ Fiel a su denominación específica (diversifolia), existe en la ilama una gran diversidad de tamaños y formas de las hojas; hojas grandes de 27 por 15 cm y hojas pequeñas de 10 por 5cm. Son de forma ovalada, lisas, con brácteas deciduas y con una apariencia polvosa en el envés. Las flores de la ilama tienen tres pétalos externos, de longitud y de color variable según la variedad; son de color amarillo con rosa, rosa combinado con púrpura, café, café combinado con púrpura, púrpura y color marrón. Las flores pequeñas varían de 4 a 12 cm de longitud.⁴ Desde el árbol y la fruta se parecen a la chirimoya.

El fruto es cónico, en forma de corazón, ovoide o globoso. Se asemeja a la chirimoya, puede medir hasta 15 cm de longitud y pesar 900 g . Generalmente, está cubierto con protuberancias triángulares más o menos pronunciadas, aunque los frutos del mismo árbol pueden variar desde rugosos hasta casi lisos. La corteza o piel de la ilama, varía de un color verde pálido a rosa oscuro o púrpureo, está cubierto de una superficie blanca-gris aterciopelada. La corteza presenta un grosor aproximado de 6 milímetros, es coriácea, bastante suave y granular.

Existen dos tipos de ilama, la verde y la de color rosa. En el tipo verde, la pulpa es blanca y dulce, mientras que en el tipo rosado tiene un gusto agrio, y presenta una capa de color rosa debajo de la corteza y en la pulpa que rodea las semillas. El centro de ambas variedades es algo fibroso aunque suave. La pulpa es poco fibrosa, blanda y cremosa cerca de la corteza, puede variar de seca a ser bastante jugosa, y contiene de 25 a 80 semillas duras, lisas, cilíndricas, de color café, de 2 cm de longitud y 1 cm de grosor. Cada semilla está encerrada en una estrecha membrana que se desprende fácilmente