Die zweijährige zur Familie der Doldengewächse gehörende Pflanze bildet erst im zweiten Jahr Stängel und die kleinen, in Doppeldolden sitzenden Blüten aus. Von der Petersilie werden zwei Unterarten unterschieden, die Blattpetersilie (ssp. crispum) mit einer glatten oder krausen Blattform und die Wurzelpetersilie (ssp. tuberosum). Die kleinen, graubraunen Früchte sind ei- bis birnenförmig und haben 5 strohgelbe Rippen.

Alle Pflanzenteilen enthalten ätherisches Öl, mit den Bestandteilen Myristicin, Apiol und Allyltetramethoxybenzol, Flavonoide und Cumarine. Die Früchte zudem noch fettes Öl mit Petroselinsäure als vorherrschende Fettsäure, die Wurzel wie viele Vertreter der Apiaceen Polyacetylene, das Kraut Vitamine und Mineralstoffe. Aufgrund des Gehalts genannter Substanzen werden Zubereitungen aus der Wurzel oder dem Kraut zur Durchspülungstherapie der Nieren bei Erkrankungen der ableitenden Harnwege und zur Vorbeugung und Behandlung von Nierengries verwendet.

Petersilie ist ebenfalls reich an den Vitaminen A, B1, B2, C und E, enthält Nicotinsäureamid, Magnesium und Eisen. Zudem regt sie die Verdauungsorgane an, hilft bei Menstruationsbeschwerden und wird bei Kreislaufstörungen, Gallenkrämpfen, Wassersucht und Darmkoliken angewendet. Das ätherische Öl, das sich besonders in den Samen konzentriert, ist giftig.