Ziemniak jest rośliną jednoroczną, samopylna, z rodziny psiankowatych. Jest to jedna z najważniejszych roślin na świecie. Uprawiany był już przez Inków już około 3500 lat temu. Dzikie formy ziemniaka występują w Kolumbii, Chile, Peru i Ekwadorze. Ziemniaki dotarły do Europy w XVI wieku do Hiszpanii, a stamtąd do Francji gdzie były uprawiane jako rośliny ozdobne. W XVII wieku trafiają do Stanów Zjednoczonych.

Ziemniak w Polsce produkowany jest głównie na paszę, gdy zużycie ziemniaka w hodowli zwierząt spadało, to spada też udział ziemniaka w strukturze zasiewów. Pod koniec XX wieku zaczyna się w Polsce silny trend spadkowy uprawy ziemniaka, by w 2009 roku osiągnąć 489 tys. ha, co stanowi  4,2% w strukturze zasiewów.

Ziemniak jest rośliną która rozwija się w bardzo zróżnicowanym klimacie, ale zdolność do wydawania plonów ma w klimacie umiarkowanym, co ma ścisły związek z układem warunków pogodowych w okresie wegetacji.

Optymalna pogoda dla wegetacji ziemniaka to ciepła słoneczna pogoda z umiarkowanymi opadami w okresie zawiązywania się i wzrostu  bulw.

Ziemniak jest rośliną krzaczastą o wysokości 50-80 cm, wykształca 4-8 łodyg. W dolnej części łodyg wytwarzają się pędy podziemne, zwane stolonami, o długości 15-20 cm. Na końcu stolonów tworzą się bulwy poprzez pogrubienie. Budowa anatomiczna bulwy jest podobna do budowy łodygi.

Z anatomicznego punktu widzenia bulwa jest przekształconą łodygą.

Ziemniak ma dość krótki system korzeniowy który znajduje się w górnej warstwie gleby. Także łodygi ziemniaka znajdują się w tej warstwie. Gleba pod uprawę ziemniaka musi być przewiewna. Dostęp powietrza w glebie ma istotne znaczenie plonotwórcze i zdrowotne dla bulw. Pod uprawę ziemniaka nadają się kompleksy gleb lżejszych na podłożu gliniastym który trzyma wodę w glebie. Ziemniaki bardzo dobrze znoszą kwaśny odczyn gleby.

Skład chemiczny bulwy zmienia się w zależności od odmiany, warunków środowiska, ale przede wszystkim warunków atmosferycznych. W bulwie ziemniaka jest ok. 75% wody i 25% suchej masy. W suchej masie węglowodany stanowią ok. 20,9%, związki azotowe 1,9%, związki tłuszczowe 0,15%, włókno 0,98% i popiół 1,09%.