Anatomická a morfologická stavba stonku kaktusu odráží podmínky, ve kterých tyto rostliny rostou. Kaktusy patří mezi sukulentní rostliny, což je termín zahrnující v sobě obrovské množství druhů a rodů z mnoha čeledí. Každá rostlina, která je schopna ve svém stonku poutat zásobu vody, je sukulent; podle toho, kde si rezervu tvoří, rozdělujeme sukulenty na listové(Aloe, Agave, Lithops), kořenové(Ibervillea, Kedrostis) a stonkové, z nichž nejznámější jsou právě kaktusy. Mimo ně ale do téhle skupiny patří ještě další rostliny(Pachypodium, Stapelia nebo někteří zástupci rodu Euphorbia). Jinými slovy, každý kaktus je sukulent, ale ne každý sukulent je kaktus. Sukulence(od slova succus=šťáva) vznikla jako jedna z reakcí rostlin na nepříznivé klimatické podmínky v oblastech, kde je limitujícím faktorem voda. Předky kaktusů byly pravděpodobné opadavé nebo poloopadavé listnaté dřeviny, které si můžeme částečně představit jako dnes existující nejpůvodnější kaktusy z podčeledi Pereskioidae, jako jsou Pereskia nebo Maihuenia.

Nejzajímavější věci na kaktusu je zvláštní druh stonku. K vývoji sukulentního stonku došlo postupně, a to především vlivem nepříznivých klimatických podmínek, které se vyznačovaly nedostatkem vody. Rostlina si nutně potřebovala zajistit dostatek vody, která by jí bez problémů umožňovala přežít i nejnepříznivější období sucha. K tomu se u kaktusů vyvinul právě sukulentní stonek s pletivy schopnými zadržovat v sobě větší objem vody. Je však nutné podotknout, že voda je vázána ve formě buněčných šťáv. Kdo si myslí, že po rozkrojení kaktusu z něj vyteče lahodný doušek vody, je na velkém omylu. Jistěže kaktus může v pouštních podmínkách zachránit život poutníkovi, ale to, co z něj vyteče se rozhodně nedá přirovnat k osvěžujícímu nápoji.

Kaktusy tedy postupem času vytvořily stonky nejrůzněji utvářené, ale mají společný základ - velký objem pletiv schopných udržet zásobu vody. K přežití v těžkých podmínkách si ale kaktusy vyzbrojily také odlišným metabolismem, který jim dovoluje otevírat průduchy během chladnější noci, nikoliv za slunného a horkého dne. Potřebný oxid uhličitý tedy kaktus přijímá v noci, dokáže ho uchovat ve vakuolách a teprve během dne jej používá při fotosyntéze.

Nejbizarnějším orgánem kaktusů jsou bezesporu trny. Pozor, kaktus nemá ostny, ale trny! Trn je totiž přeměněný orgán, u kaktusu to je list, kdežto osten je vychlípenina pokožkových nebo podpokožkových vrstev. (Ostny má například růže, o které se zase nesprávně říká, že má trny.) Trny u kaktusu se vyvinuly jednak jako jako mechanická ochrana před býložravci, ale také jako ochrana proti nadměrnému slunečnímu záření. Trny mohou být velmi tvrdé, dřevité a píchavé, nebo naopak nesmírně jemné až peříčkovité. Nejobávanějšími trny jsou drobné glochidie, vyskytující se u zástupců čeledi Opuntioideae. Ty jsou totiž vybaveny zpětnými háčky, takže se po zapíchnutí do pokožky jen velmi obtížně odstraňují. Dokonce existují případy, kdy glochidie nesené při bouřích způsobily nepříjemné, velmi bolestivé oční záněty. Zpětné háčky na velkých trnech u opuncií mají ještě jednu funkci: snadno odlomitelné články, např. u Opuntia tunicata, se po zapíchnutí do kůže většího savce odlomí a ten je přenese na jiné místo, kde zakoření a vytvoří novou rostlinu. Trny některých kaktusů (Discocactus horstii) jsou dokonce schopny v omezené míře přijímat i vodu, která se na nich sráží ve formě rosy.

Některé kaktusy se málo příznivým podmínkám přizpůsobily také vrstvou krystalických vosků na povrchu pokožky, které vytvářejí typické šedavé zabarvení, jako je tomu například u některých zástupců rodu Copiapoa. Řada druhů řeší problém nedostatku vody velkým přeměněným kořenem, který slouží jednak jako zásobárna vody, ale zároveň jako rezervní orgán, schopný po ztrátě nadzemní části (uschnutí, spasení, odlomení apod.) stonek znovu obnovit.

Podíváme-li se na stonek kaktusu pozorněji, zjistíme, že trny vyrůstají ve skupinkách. Místům, odkud rostou říkáme aeroly a v podstatě se jedná o úžlabní pupeny. U kaktusů se tyto úžlabní pupeny posunuly na špici tzv. podaria, které vzniklo zakrněním a zbytněním spodní části listu. U některých kaktusů se aerola rozdělila na dvě části: spodní nese květy a plody a nazývá se axila.

Květy jsou jednak významným orgánem, který zajišťuje reprodukci, ale také tím, co poutá pozornost každého laika i odborníka. Jak již bylo řečeno, kaktusy vyrůstají z aeroly nebo axily a nevytvářejí žádný květní stonek, ale vyrůstají přisedle. Květ kaktusu má vnější nazelenalé nebo šupinovité sepaly podobné kalichu a vnitřní barevné petaly, připomínající korunu. Podle tvaru rozlišujeme tři základní typy květů - trychtýřovité, trubkovité a zvonkovité. Naprostá většina kaktusů má květy oboupohlavné, tj. se samčími i samičími pohlavními orgány. Samičí pohlavní orgány (blizna, čnělka, semeník) jsou uloženy uprostřed květu, samčí (nitky a prašníky) jsou umístěny v několika kruzích okolo nich. Většina kaktusových druhů má květy pravidelné neboli aktimorfní (květ lze rozdělit několika rovinami souměrnosti). Menší počet druhů má květy souměrné neboli zygomorfní (květ lze rozdělit pouze jednou rovinou souměrnosti na dvě stejné poloviny). Typičtí zástupci jsou některé druhy rodu Matucana, Oreocereus nebo Schlumbergera. Právě tyto zygomorfní, často esovitě prohnuté květy jsou obvykle navštěvovány kolibříky, kteří zajišťují jejich opylení.

Kaktusové květy se převážně otevírají ve dne, ale květy některých rodů jsou přizpůsobeny nočním opylovačům (Discocactus, Echinopsis, Neobinghamia). Tyto květy se začínají otevírat za soumraku, jsou většinou bílé a často příjemně voní, což napomáhá lišajům nebo jiným nočním motýlům či netopýrům při jejich vyhledávání. Květy kaktusů kvetou poměrně krátce, což je dokladem jejich úsporného režimu s vodou. Otevřený květ vypařuje velké množství vody, a tak již za několik hodin po otevření nebo druhý den uvadá. Zajímavé je, že neopylený květ vydrží déle čerstvý a otevřený než květ opylený. U Leuchtenbergia principis vydrží neoplylený květ rozkvétat i čtyři až pět dní, kdežto opylený květ se třeba už další den neotevře.

Aby došlo k oplození, je třeba u většiny kaktusů dvou jedinců stejného druhu, tzn. že velké procento kaktusů je cizosprašných. V přírodě přenáší pyl většinou hmyz, méně často kolibříci nebo netopýři. Existují však také druhy samosprašné, např. někteří zástupci rodu Rebutia nebo Notocactus. K jejich opylení a oplození postačí vlastní pyl. Zcela zvláštním způsobem samoopylení je tzv. kleistogamie; při ní k opylení a oplození dojde ještě v poupěti, takže květ se nerozvine a rovnou se vyvíjí plod. Tuto vlastnost lze pozorovat především u rodu Frailea.

Oplozený květ, respektive semeník se mění v plod a oplozená vajíčka se mění v semena, která jsou vlastně novou generací rostlin. Plodem u kaktusů jsou buď dužnaté nebo vysychavé bobule. Mnohé plody jsou velmi chutným ovocem a některé opuncie se pro plody dokonce pěstují jako kulturní rostliny. Plody z políček s vysázenými Opuntia ficus-indica jsou často jediným zdrojem příjmu potravy domorodých obyvatel v suchých oblastech Mexika.