Het is een plant met tot 6 m langekruidachtige stengels die ontstaan vanuit een knolvormigewortelstok. De wortelstok bevatcolchicine. Debladeren zijn merendeels afwisselend geplaatst, deels echter tegenoverstaand of in kransen van drie stuks. De bladeren zijn zittend, 8-25 × 1-4,5 cm groot, smal-eirond tot bijna grasachtig, lang toegespitst en bezitten fijne, evenwijdigenerven.
Debloemen zijn alleenstaand op lange, aan het uiteinde geknikte stelen. De zeskroonbladeren zijn 5-9 × 1-3 cm groot, aan de randen vaak gegolfd en omhoog teruggeslagen. Meestal zijn ze geel aan de basis en rood aan de top, soms eenkleurig en tijdens de bloei donkerder wordend. Demeeldraden staan zijwaarts uitgespreid en zijn 2,5-5 cm lang. Hetvruchtbeginsel is groen en duidelijk driedelig. Devruchten zijn langwerpig, leerachtig-taai, 4-10 cm lang en 1,5-3,5 cm dik. De vruchten klappen bij rijpheid driekleppig open, waarbij felrodezaden tevoorschijn komen.
De klimlelie groeit van nature in gebieden met een uitgesprokendroog seizoen. De bovengrondse delen sterven tijdens de droogte af. Oorspronkelijk kwam zij met name in heel het Afrikaanse en heel het Aziatische deel van de tropen voor. Door toedoen van de Europeanen inmiddels echter ook in het Amerikaanse deel en dus in de hele tropengordel.