Эпифитные бромелии — многолетние травы с укороченным стеблем (за исключением рода тилляндсия, где у некоторых видов стебель удлиненный (Т. latifolia). Листья бромелии собраны в розетку, корневая система у большинства видов развита слабо, а у некоторых взрослых растений отсутствует вовсе, как, например, у Т. usneoides.

Корневая система многих эпифитных бромелии из родов эхмея, биллбергия, тилляндзия, вриезия служит в основном для прикрепления растений к субстрату и в значительной степени утратила функции поглощения воды и питательных веществ. У этих растений корни обычно малочисленные, но очень прочные и, благодаря выделяемым ими специфическим веществам, крепко прикрепляют растения даже к гладким поверхностям. Эта биологическая особенность позволяет бромелиям заселять такие непригодные для развития других растений места, как, например, скальные выходы, где кроме них поселяются только мхи и лишайники. Но если корневая система работает слабо, за счет чего развивается вегетативная масса эпифитных бромелии?

Розетка зеленых листьев представляет собой воронку. Листовые пластинки более или менее расширяются к основанию листа и плотно прилегают друг 2к другу, образуя чашу. Внутри чаши находится вода, в которой собираются различные растительные остатки и продукты их разложения, дающие растению все необходимые элементы питания. Запас воды в растениях разных групп, возраста и в зависимости от условий обитания различен и может колебаться от нескольких десятков миллилитров до 20 л у представителей рода гломеропиткерния.

Резервуары могут быть едиными для всего растения (например, у представителей рода биллбергия), а могут образовываться у основания каждого листа и не сообщаться с соседними емкостями.

Заполнение резервуаров водой происходит во время дождей. Эффективному сбору воды способствует очередное расположение листьев, их желобчатая конструкция. Благодаря такой системе самообеспечения растения питательными веществами и водой бромелии могут не только переживать длительный сухой период, но и нормально развиваться в условиях пониженной влажности воздуха. Экономия влаги у бромелиевых из родов биллбергия, эхмея, гузмания и некоторых других достигается еще и за счет того, что их листья покрыты мощной кутикулой (Тонкая наружная пленка, покрывающая кожицу растения; пропитана веществом, непроницаемым для воды и газов ) и чешуйками, которые снижают испарение и уменьшают нагрев растения солнечными лучами.

Еще одна уникальная группа растений — атмосферные бромелиевые. Они также ведут эпифитный образ жизни, но их розетки не приспособлены для сбора воды. Их листья покрыты волосками, которые не только активно впитывают дождевую воду и росу, но и поглощают влагу из воздуха. В качестве примера можно привести Т. purpurea, растущую в Перуанской пустыне, где практически не выпадают осадки, но ветрами с океана постоянно поддерживается высокая влажность воздуха — 90% и более. Типичным примером атмосферного растения является Т. usneoides (луизианский мох), которая, в отличие от подавляющего большинства бромелиевых, растет в виде тонких, достигающих в длину 8 м побегов, свисающих с ветвей деревьев и скал. Это растение не имеет корней и, по мнению многих ботаников, является ювенильной формой: проростком, который «забыл» свою нормальную, взрослую, форму и растет, цветет и плодоносит, имея такой нехарактерный для бромелиевых внешний вид. Предполагается, что питательные вещества это растение получает с дождевой водой, которая смывает и растворяет в себе пыль, растительные остатки, продукты выделений микроорганизмов и водорослей, поселяющихся на поверхности листьев.

По внешнему виду бромелиевых можно приблизительно судить об условиях их существования. Нежные листья чаще встречаются у растений, требовательных к повышенной влажности воздуха. Бромелии, живущие под пологом леса в затененных местах, имеют более многочисленные и широкие листья. Жесткие кожистые листья с шипами по краям характеризуют ксерофитные растения (Растения, приспособленные к жизни в условиях недостатка влаги, преимущественно в пустынях, полупустынях и степях ).

Цвет листьев эпифитных бромелиевых варьирует от серого до темно-зеленого, очень красивы виды с рисунком на листьях (продольные и поперечные полосы, пятна разного оттенка и формы). Листья центра розетки многих растений родов гузмания и неорегелия перед цветением приобретают яркую окраску (в основном красную).

Особенно привлекательны бромелии в период цветения. Цветки у большинства растений обоеполые, но у некоторых видов, например у представителей рода криптантус, они бывают тычиночные и пестичные — это двудомные растения.

Чаще всего цветки собраны в соцветия (самой разной формы), хотя есть виды (Tillandsia usneoides), у которых цветки одиночные. Соцветия бромелии — колосовидные, головчатые, простые и сложные кисти, метелки — обычно имеют хорошо развитые, яркоокрашенные прицветники (Кроющие листья, из пазухи которых выходят цветки). У некоторых бромелиевых цветочный стебель сильно укорочен и соцветие сидит в центре розетки листьев, окруженное «покрывалом» из яркоокрашенных прицветников. Удлиненные цветочные стебли могут нести листовидные стерильные прицветники (брактеи), отличающиеся от обычных листьев окраской и размерами. Многим бромелиям красочность в период цветения придают не сами цветки, а брактеи. Форма, размер и окраска брактеи разнообразны. Яркоокрашенные брактеи зачастую более декоративны, чем сами цветки, которые на их фоне часто малозаметны.

По форме соцветия можно определить род бромелии: соцветие — кисть — специфический признак родов биллбергия и эхмея (к последнему относится более 170 видов растений); у родов тилляндсия (более 400 видов) и вриезия (265 видов) соцветие — двурядный колос; роду гузмания (130 видов) свойственно головчатое соцветие, погруженное в розетку листьев; роды неорегелия и нидуляриум, содержащие соответственно 80 и 30 видов, имеют соцветие-головку, расположенное глубоко внутри розетки листьев.

В природе цветки бромелиевых опыляются насекомыми и птицами колибри. Некоторые виды из родов вриезия и биллбергия, а также несколько других растений являются самоопыляемыми.

Завязь у представителей семейства бромелиевых трех-гнездная. В подсемействе bromeliocideae (роды нидуляриум, биллбергия) завязь нижняя, плод — ягода; в подсемействе tillandsioideae (роды тилляндсия, вриезия) завязь верхняя, плод — коробочка.

Мелкие семена, развивающиеся в плодах типа коробочка, обычно снабжены лопастями (крылатками) или хохолковидным пучком волосков.

Почти все бромелии — поликарпические растения (цветут ежегодно), лишь некоторые тилландзиевые являются монокарпическими (цветут один раз в жизни и после созревания семян погибают).