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El melocotón probablemente se originó en China y luego se extendió hacia el oeste a través de Asia hasta los países mediterráneos y más tarde a otras partes de Europa. Los exploradores españoles llevaron el melocotón al Nuevo Mundo, y ya en 1600 se encontró la fruta en México. Durante siglos, el cultivo y la selección de nuevas variedades de melocotones se limitaron en gran medida a los jardines de la nobleza, y el cultivo comercial de melocotones a gran escala no comenzó hasta el siglo XIX, en Estados Unidos. Las primeras plantaciones eran melocotones de semilla, inevitablemente variables y a menudo de mala calidad. La práctica de injertar cepas superiores en portainjertos de plántulas resistentes, que llegó más tarde en el siglo, condujo al desarrollo de grandes huertos comerciales.

Los melocotoneros de tamaño pequeño o mediano rara vez alcanzan los 6,5 metros (21 pies) de altura. Sin embargo, en cultivo, suelen mantenerse entre 3 y 4 metros (10 y 13 pies) mediante la poda. Las hojas son de color verde brillante, tienen forma de lanza y son muy puntiagudas; suelen tener glándulas en la base que segregan un líquido para atraer a las hormigas y otros insectos. Las flores, que nacen en las axilas de las hojas, se disponen solas o en grupos de dos o tres en los nudos de los brotes de la temporada anterior. Los cinco pétalos, generalmente rosados pero ocasionalmente blancos, los cinco sépalos y los tres verticilos de estambres nacen en el borde exterior del tubo corto, conocido como hipanto, que forma la base de la flor.

El melocotón se desarrolla a partir de un único ovario que madura en un exterior carnoso y jugoso que forma la parte comestible de la fruta y un interior duro, llamado hueso o carozo, que encierra la(s) semilla(s). De los dos óvulos del ovario, normalmente sólo uno se fecunda y se convierte en semilla. Esto hace que, con frecuencia, una mitad del fruto sea ligeramente más grande que la otra. La pulpa puede ser blanca, amarilla o roja. Las variedades pueden ser de tipo freestone, que tienen huesos que se separan fácilmente de la pulpa madura, o clingstones, cuya pulpa se adhiere firmemente al hueso. La piel de la mayoría de los melocotones maduros es vellosa o difusa; los melocotones con piel lisa se llaman nectarinas. La mayoría de las variedades de melocotón producen más frutos de los que se pueden mantener y desarrollar hasta su tamaño completo. Una parte de la muda de frutos se produce de forma natural, entre un mes y seis semanas después de la floración, pero el número restante puede tener que reducirse aún más mediante el aclareo manual.

Los melocotoneros tienen una vida relativamente corta en comparación con otros árboles frutales. En algunas regiones los huertos se replantan después de 8 a 10 años, mientras que en otras los árboles pueden producir satisfactoriamente durante 20 a 25 años o más, dependiendo de su resistencia a las enfermedades, las plagas y los daños invernales. No toleran el frío intenso y no pueden cultivarse con éxito en lugares donde las temperaturas caen normalmente hasta -23 a -26 °C (-10 a -15 °F). Por otra parte, no crecen satisfactoriamente donde los inviernos son demasiado suaves, y la mayoría de las variedades requieren un cierto enfriamiento invernal para inducirlas a que se pongan a crecer tras el periodo de letargo anual. El melocotón se adapta bien a varios tipos de suelo, pero en general crece mejor en margas arenosas o con grava bien drenadas. En la mayoría de los suelos, el melocotón responde bien a los fertilizantes o abonos ricos en nitrógeno, sin los cuales no se puede obtener un crecimiento satisfactorio. Los árboles se suelen podar anualmente para evitar que alcancen una altura excesiva; los brotes verticales se podan hasta los laterales que crecen para producir un árbol extendido y mantenerlo abierto a la luz solar.

Se han desarrollado miles de variedades de melocotón. Las variedades de pulpa amarilla, como Elberta, Redhaven y Halford, son las preferidas en Norteamérica, mientras que los tipos de pulpa amarilla y blanca son populares en Europa. En todo el mundo, el melocotón es una de las frutas más importantes de los árboles de hoja caduca, y China, Italia, España y Estados Unidos son los principales productores.