Листья черешковые, очередные, в очертании широкосердцевидные, 3–5-7-лопастные, с дуговидными жилками. Цветки однополые, зеленоватые (иногда желто-зелёные), мелкие, с глубокораздельным простым венчиковидным околоцветником. Тычиночные цветки (с шестью тычинками, завязь редуцирована, короткий столбик с тремя рыльцами) по 1–3 в пучке в рыхлых пазушных кистях. Пестичные расположены по одному цветку (не пучками) также в кистях. Цветение начинается в мае (или в июне), заканчивается в июле или начале августа. Плодоношение – с июля (августа) по сентябрь включительно.

Семена, в отличие от диоскореи кавказской, лишь в верхней части снабжены крылом. Плод – трехгнездная широкоэллиптическая коробочка с тремя перепончатыми крыльями.

Проводившиеся в 80–90-х гг. прошлого столетия интродукционные испытания (включающие наблюдения сроков цветения, продолжительности вегетации, изучение устойчивости к вредителям и болезням, состояния после перезимовки, способности к вегетативному и семенному размножению) показали, что диоскорея ниппонская имеет хорошие перспективы для широкого культивирования в условиях северо-востока Украины и юго-западных районов России.

В традиционной японской медицине, как, собственно, и в корейской, диоскорея ниппонская издавна использовалась при лечении широкого спектра заболеваний, в том числе женских, а также при заболеваниях почек, импотенции, при некоторых болезнях нервной системы, для лечения туберкулеза легких – вероятно, преимущественно в качестве тонизирующего и общеукрепляющего компонента. Диоскорея ниппонская входит в число лекарственных растений, составляющих «ядро» большинства японских и корейских рецептов, применявшихся в приведенных выше случаях.

Что касается китайской народной медицины, то там большей популярностью пользовалась Dioscorea batatus (на 12-м месте по встречаемости, после солодки и шлемника байкальского), входившая в «ядро» большинства китайских рецептов, использовавшихся при лечении сахарного диабета, гипертонической болезни, импотенции, ряда женских заболеваний.

В настоящее время официальная медицина применяет корневища диоскореи ниппонской для лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы и головного мозга, в частности для лечения атеросклероза кровеносных сосудов.

Сбор корневищ с корнями обычно производиться весной, не позднее периода цветения или осенью после созревания и осыпания семян, которые желательно оставлять в почве для восстановления популяции диоскореи. Тщательно очищенные от остатков стеблей и почвы, разрезанные на куски (5–10 см) и высушенные корневища с корнями сохраняют свои полезные свойства в течении трех лет. Сушат собранное сырье при температуре +60 °C в сушилках с постоянной циркуляцией воздуха (достаточно хорошей вентиляцией). Перед сушкой допускается подвяливать их под навесами или на солнце, разложив слоем до 10 см (не более!) обязательно многократно переворачивая куски корневищ в течение дня. На участках, где выкапываются коревища, желательно сразу же высаживать небольшие их куски или даже семена для более быстрого восстановления зарослей диоскореи (в ту же почву).

Повторный сбор корневищ в тех же зарослях целесообразно проводить не ранее, чем через 20 лет, для более полного восстановления природных популяций.

Корневища и клубни большинства видов диоскореи богаты стероидными сапонинами (диосцин, тигогенин, грациллин и т. д.) производными диосгенина, который используется для синтеза кортизона и прогестерона – стероидных гормонов (гормональных препаратов). В корневищах диоскореи ниппонской содержится 5–8 % стероидных гликозидов (сапонинов), из которых диосцина – около 1 % (до 1,2 %). Диосцин расщепляется при гидролизе на диосенин, рамнозу и глюкозу. В диосцине последовательно сочетаются глюкоза и две молекулы рамнозы. В грациллине же сочетание сахаров обратное: две молекулы глюкозы и последняя – рамноза. Содержание диосгенина в корневищах 0,9–2,2 % (у культивируемых растений – до 1,2 %), причем максимальное его содержание в период бутонизации и цветения.