Vivaces de la famille des Renonculacées, les pivoines herbacées cultivées dans les jardins sont principalement issues de Paeonia lactiflora, espèce originaire de Sibérie, de Chine du Nord et de Mongolie, à laquelle se sont ajoutées, au fil des sélections, des apports d'autres espèces sauvages eurasiatiques. La sélection horticole, engagée en Chine depuis plus d'un millénaire et intensifiée en Europe et en Amérique du Nord aux XIXe et XXe siècles, a produit plusieurs centaines de cultivars aux fleurs d'une diversité remarquable.
Les plantes forment des touffes dressées et volumineuses, disparaissant entièrement en hiver, atteignant selon les cultivars 60 à 90 cm de hauteur. Le feuillage est composé, découpé en segments lancéolés à ovales d'un vert soutenu, souvent teinté de rouge-brun à l'émergence printanière. Les tiges robustes et teintées de rouge sombre portent des boutons d'abord sphériques, enveloppés de sépales colorés, qui s'ouvrent en fleurs de grande taille.
La diversité des formes florales est l'une des caractéristiques les plus frappantes du groupe. On distingue classiquement les formes simples, à rang unique de pétales larges et soyeux entourant une masse de nombreuses étamines dorées bien visibles — particulièrement accessibles aux pollinisateurs —, les formes semi-doubles, les formes dites japonaises ou anémonées à pétales staminoïdes transformés, et les formes doubles à pleines, dont les pétales innombrables et serrés forment des sphères ou des coupes généreuses. Les coloris vont du blanc pur au rose tendre, au rose vif, au rose fuchsia intense, certains cultivars présentant un effet bicolore marqué avec des pétales externes profondément colorés et un cœur nettement plus pâle, crème ou presque blanc.
En culture, la floraison s'étend de mai à juin selon les cultivars et le climat, et peut être prolongée en associant des variétés de précocité différente. Les fleurs dégagent souvent un parfum prononcé, variable selon les cultivars, allant du suave au puissant.
Un détail caractéristique du genre est la présence fréquente de fourmis sur les boutons floraux, attirées par les sécrétions nectarifères extra-florales des sépales ; cette association, souvent remarquée, est anodine pour la plante. Les pivoines sont réputées pour leur longévité exceptionnelle — des touffes de plusieurs décennies, voire centenaires, sont régulièrement signalées dans de vieux jardins.
La culture exige un emplacement ensoleillé à très légèrement mi-ombragé, un sol profond, bien drainé, enrichi en matière organique, ni trop acide ni trop calcaire. La plantation doit être peu profonde, les yeux (bourgeons) placés à deux à cinq centimètres sous la surface du sol au maximum ; une plantation trop profonde compromet durablement la floraison. Les pivoines tolèrent bien le froid hivernal, dont elles ont besoin pour fleurir correctement, et supportent mal au contraire les hivers trop doux. Une fois installées, elles n'apprécient pas d'être déplacées.