Die Blätter des bis zu zwei Meter hohen, sonnenhungrigen Doldenblütlers sind stark gefiedert, sodass über die geringe Blattoberfläche nur wenig Wasser verdunstet. Eine weitere Anpassung des Fenchels an die trockenen Standorte seiner ursprünglichen Heimat am Mittelmeer sind die verdickten unteren Blattstiele. Sie bilden eine Scheinknolle mit Speicherfunktion, die beim Gemüsefenchel besonders fleischig aus¬fällt. Die gelben Blüten des Fenchels erscheinen von Juli bis September in großen, tellerförmigen Doppeldolden.

Wilden Fenchel gibt es nur vereinzelt in Italien und auf der Iberischen Halbinsel. Doch seit Menschengedenken wird Fenchel kultiviert, drei Unterarten sind das Ergebnis der ständigen Auslese. Die hellgrünen bis weißlichen Knollen des Gemüsefenchels finden in der Küche Verwendung. Auch die Fenchelsamen – botanisch gesehen handelt es sich um Früchte, weil der Samen noch mit einer Fruchtwand verklebt ist – sind begehrt: Die Samen des Süßen Fenchels (auch „Römischer Fenchel“ genannt) dienen als Gewürz; Samen für die medizinische Verwendung werden vom Bitteren Fenchel geerntet.

Fenchelöl kommt in den Blättern nur in sehr geringen Mengen vor, die Samen dagegen enthalten je nach Züchtung bis zu sechs Prozent dieses ätherischen Öls. Es besteht zu über 50 Prozent aus Anethol, das für das typische Fenchelaroma verantwortlich ist. Anethol wirkt nicht nur krampf- und schleimlösend, sondern unterstützt auch die Muskulatur von Magen und Darm und regt die Milchbildung an. Ein weiterer Bestandteil des Fenchelöls ist das keimhemmende Fenchon, das für den bitteren Geschmack sorgt. Im Bitteren Fenchel sind etwa 10 bis 20 Prozent, im Süßen Fenchel weniger als ein Prozent Fenchon enthalten.