棉籽种皮坚厚，一般在种皮表面附有短绒，导热性很差，在低温干燥条件下贮藏，寿命可达10年以上，在农作物种子中属于长命的类型。但如果水分和温度较高，也很容易变质，生活力在几个月内会完全丧失。
(1)种粒结构与成分成熟的棉籽，可分为种壳（包括内种皮和外种皮）、胚乳遗迹（包在胚外的白色薄膜）和胚（胚根、胚茎、胚芽和子叶）三部分。种皮结构致密而坚硬，外有蜡质层可防外界温、湿度的影响。种皮内约含有7.6%的鞣酸物质，具有一定的抗菌作用。种壳外面又有由外种皮的表皮部分细胞分化而成的短绒。棉籽的子叶是折叠在种子内的两个肾形的黄色薄片，占体积最大，上面有许多腺体能分泌棉酚。腺体越多，棉籽含棉酚量越高。种子中腺体的颜色会随着时间的推移而有所变化，新鲜的一般呈浅红色，陈年的种子则由于酚的氧化，腺体一般变为暗褐色。因此根据胚中腺体的色泽，可以辨别种子的新陈程度。同时腺体在棉花抵抗病虫害侵染中也起一定的作用。
一般将棉籽表面着生的单细胞纤维称为棉绒。轧花之后仍留在棉籽上的部分棉绒称为短绒，占种子重量的5.5%左右。它容易吸湿，晒干后必须密闭贮藏。在潮湿条件下，短绒不但吸湿而且易滋生真菌，当相对湿度在84%～90%时，霉菌生长很快，放出大量热量，积累在棉籽堆内不能散发引起发热。短绒的导热性也较差，具有相当好的保温能力，不易受外界温度的影响。如果棉籽堆内温度较低时，则能延长低温时间，相反堆内的热量也不易向外散发。干燥的棉籽很容易燃烧，因此在贮藏期间要特别注意防火工作。
(2)种子成熟度与水分 棉籽的耐藏性和成熟度有密切的关系。成熟后的棉籽种皮结构致密而坚硬，外有蜡质层保护，耐藏性较好。未成熟种子种皮疏松皱缩，抵御外界温、湿度的能力较差，寿命也较短。一般从霜前花轧出的棉籽，其内容物充实饱满，种壳坚硬，比较耐贮藏；而从霜后花轧出的棉籽，种皮柔软，内容物松瘪，在相同条件下，水分比霜前采收的棉籽为高，生理活性也较强，因此耐藏性较差。
由于在同一株上棉花从开花到种子完全成熟，延续时间可长达2～3个月，甚至同一棉铃中因授粉和营养条件的不同，种子的饱满度也有差别。所以在棉籽入库前，要进行一次检验，其安全标准为：水分<11%～12%，杂质<0.5%，发芽率≥90%，无霉烂粒，无病虫粒，无破损粒。此外，霜前花籽与霜后花籽不可混在一起，后者通常不作留种用。
棉籽成熟收获时，正值北方地区的秋雨季节，往往不能及时干燥。这种成熟度和水分不同的棉籽，往往引发贮藏中种子发芽率和脂肪酸的变化。
(3)其他特性棉籽的脂肪含量较高，约在20%。其中不饱和脂肪酸含量比较高，易受高温、高湿的影响使脂肪酸败，特别是霜后花中轧出的种子，更易酸败而丧失生活力。
棉籽入库后的主要害虫是棉红铃虫，幼虫由田间带入，可在仓内蛀食棉籽，为害较重。幼虫在仓内越冬，到翌年春暖后羽化为成虫飞回田间。因此，在棉籽入库前后做好防虫灭虫工作是十分重要的。
棉籽的不孕粒比例较高，据统计，中棉约占10%，陆地棉约占18%。棉籽经过轧花后机械损伤也比较多，一般占15%～29%，特别是经过轧短绒处理后的种子，机械损伤率有时可高达30%～40%，上述这些种子本身生理活性较强，又易受贮藏环境中各种因素的影响，不耐贮藏。
