Cylindropuntia bigelovii es una especie de cactus que crece como un arbusto o pequeño árbol ramificado de 0,3 a 1,5 m de altura (aunque excepcionalmente pueden llegar a medir hasta 3 m). Generalmente presentan un tronco erecto, solitario y usualmente de menos de 2 m de alto, el cual se oscurece con la edad. En él encontramos ramas cortas estrechamente espaciadas, las cuales se localizan en la parte superior del tronco y crecen casi horizontales. También encontramos ramas más viejas adheridas en la base de la corona, las cuales se vuelven marrón oscuro o negras con el paso del tiempo. Además, en el caso de las ramas inferiores generalmente se caen, mueren y se desprenden, lo que le da al cactus una apariencia vertical.

Los tallos son articulados y están formados por segmentos que se desprenden con facilidad. Cada uno de ellos mide de 4 a 18 cm de largo, de 1 a 2 cm de diámetro y tienen la epidermis de color verde a verde grisáceo. Tienen forma cilíndrica, son verticilados o sobverticilados y tienen tubérculos ampliamente ovalados de 0,4 a 1,1 cm de largo y 0,3 cm de alto. Sus raíces son de tipo fibroso.

Sobre los tallos se asientan areolas de forma elíptica-deltada, miden de 5 a 6 mm de largo y de 3 a 4 mm de ancho. Están cubiertas de lana de color blanco-amarillenta a marrón que se vuelve grisácea con a edad y tienen pequeñas cerdas caducas y barbadas llamadas gloquidios, que a veces se extienden a lo largo de los márgenes de la areola. Éstos son de color amarillo y miden de 3 a 4 mm de largo.

También tienen de 4 a 15 espinas cubiertas por una vaina epidérmica que parece de papel, la cual inicialmente es de color blanquecina translúcida o de color amarillo pálido a marrón pálido y que se vuelve negra con la edad. Suelen aparecer en la mayoría de las areolas y se encuentran entrelazadas con las espinas de las areolas adyacentes, usualmente de manera uniforme. Son muy afiladas, miden de 1 a 2,8 cm de largo y son amarillentas o de color marrón amarillento muy pálido.

Las flores son de color verde amarillento, se abren durante el día (diurnas) y son polinizadas por abejas. Aparecen en la punta de los tallos y miden usualmente unos 3,6 cm de largo. Tienen los filamentos de color verde, las anteras anaranjadas, el estilo verde claro y los lóbulos del estigma de color verde claro a oscuro. La época de floración suele ser en primavera (marzo a junio), aunque ocasionalmente también se puede dar en otoño (septiembre).

El fruto es carnoso y su forma va de cilíndrica a ampliamente obcónica. Mide de 1,5 a 4 cm de largo y de 0,8 a 2,8 cm de diámetro. Es de color amarillo en la madurez y puede o no tener espinas o cerdas. Tienen el ápice hundido de 8 a 10 mm de profundidad y presenta de 36 a 64 areolas uniformemente espaciadas.

Los frutos no suelen tener semillas viables, ya que la planta suele reproducirse a partir de tallos caídos, los cuales suelen ser dispersados a cierta distancia al adherirse al pelo de los animales.^[3]​

El área de distribución nativa de esta especie abarca desde el noroeste de México (concretamente en los estados mexicanos de Baja California, Baja California Sur y Sonora) hasta los estados estadounidenses de Arizona, California y Nevada. Además se ha introducido en las Islas Canarias (España). Crece principalmente en biomas desérticos o de matorrales secos, a elevaciones de 300 a 900 metros sobre el nivel del mar.

Habita en laderas rocosas del desierto de Sonora, así como en dunas de arena a lo largo de la costa donde dominan los matorrales del género Atriplex. Además, más hacia el interior, aparece en planicies y laderas rocosas de tipo volcánico.^[4]​

Debido a su potencial colonizador y constituir una amenaza grave para las especies autóctonas, los hábitats o los ecosistemas, todo el género Cylindropuntia ha sido incluido en el Catálogo Español de Especies Exóticas Invasoras, regulado por el Real Decreto 630/2013, de 2 de agosto, estando prohibida en España su introducción en el medio natural, posesión, transporte, tráfico y comercio.^[5]​

La primera descripción de esta especie fue como Opuntia bigelovii, publicada en 1856 por el botánico alemán George Engelmann en Pacific Railroad Survey Reports 4 (5; 3): 50.^[6]​

Posteriormente, el botánico danés Frederik Marcus Knuth colocó la especie en el género Cylindropuntia, pasando a llamarse Cylindropuntia bigelovii y anotando estos cambios en el libro Den Nye kaktusbog: 131 en el año 1930.^[7]​

Etimología

• Cylindropuntia: nombre genérico formado por dos palabras: el sustantivo griego kýlindros (que significa 'cilindro') y el género Opuntia, (con el que el género tiene similitudes), haciendo referencia a la forma cilíndrica de los tallos de las plantas.
• bigelovii: epíteto específico otorgado en honor al botánico estadounidense John Milton Bigelow.^[8]​

En la Lista Roja de Especies Amenazadas de la UICN, la especie está clasificada como de “Preocupación Menor (LC)” y no se conocen amenazas importantes para la conservación de esta especie. De hecho, es considerada una plaga en muchos lugares.^[4]​

La especie se cultiva principalmente como planta ornamental y su propagación se realiza a través de esquejes.

En el pasado, esta especie era una importante fuente de alimento para los habitantes de Isla Tiburón, donde los indígenas seri consumían el tallo tierno.^[4]​