La Welwitschia pousse à partir d'un tronc court et épais qui comporte uniquement deux feuilles qui croissent continuellement à partir de leur base et une longue et épaisse racine. Les feuilles peuvent atteindre une longueur de 2 à 4 mètres et sont généralement divisées en bandes longitudinales, ce qui peut parfois masquer le fait qu'il n'y a que deux feuilles à l'origine.
On pense que la plante absorbe l'eau par le biais de structures particulières de ses feuilles recueillant l'humidité de la rosée qui apparaît dans le désert chaque nuit.