Cylindropuntia libertadensis es una especie de cactus que crece como un arbusto grande o pequeño árbol, alcanzando alturas de 1,5 a 3 m. Desarrolla un tronco bien definido, con ramas abiertas casi en espiral.

Los tallos son erectos, articulados y están formados por segmentados que se desprenden con facilidad. Cada uno de ellos mide de 6,5 a 15 cm de largo y de 2,5 a 3,6 cm de diámetro. Son cilíndricos y tienen la epidermis de color verde claro (ligeramente glaucosa). Presentan tubérculos salientes, estrechamente ovalados y miden de 1,9 a 3 cm de largo, de 0,5 a 0,8 cm de ancho y de 0,6 a 0,9 cm de alto.

Sobre los tallos se asientan areolas de color crema que se tornan grises con la edad, miden de 3 a 5 mm de largo y de 1,5 a 2 mm de diámetro. Poseen gloquidos discretos de color amarillo claro en forma de mechón y miden de 2 a 3 mm. Además hay de 2 a 4 gloquidos similares a cerillas de color gris entre las espinas, llegando a medir de 2 a 4 mm.

Las espinas son escasas en la mayoría de las areolas, son de color crema a casi blancas y tienen las puntas de color amarillo claro. Se distinguen de 4 a 6 espinas por areola (aunque también pueden faltar) y miden de 0,4 a 1,6 cm de largo, con diámetros de 0,4 a 0,8 mm. Entre ellas se diferencian de 1 a 3 espinas centrales y generalmente 3 espinas radiales. Están cubiertas por una vaina epidérmica ligeramente abultada que parece de papel, es de color crema a amarillo claro y tienen las puntas de color amarillo.

Las flores tienen los tépalos internos de color rojo profundo a magenta, y los externos a veces presentan una franja delgada de color marrón muy claro en el centro. Miden de 1,5 a 2,1 cm de largo y de 0,6 a 0,9 cm de ancho. Se abren durante el día (diurnas) y son polinizadas por abejas. Los estambres son de color amarillo y miden de 1,1 a 1,6 mm de largo. El estilo es de color crema con la punta rosa y puede llegar a medir hasta 2,1 cm. El estigma es de color crema a blanco, tiene de 5 a 7 lóbulos y mide de 2 a 3 mm. El ovario mide de 1,5 a 2,2 cm de largo, de 1,3 a 1,8 de ancho y contiene de 90 a 140 óvulos en su interior. Florece en abril.^[2]​

Los frutos son de color verde a amarillento con tinte rojizo en la madurez, tienen de 24 a 30 areolas y no presentan espinas. Son carnosos, de forma obovada a estrechamente obovada, y de 1,9 a 3,5 cm de largo, con diámetros de 1,9 a 2,5 cm. En su interior contienen hasta 8 semillas (aunque pueden faltar por completo), son de color crema y tienen forma circular. Están ligeramente comprimidas lateralmente y miden de 3,4 a 5 mm.^[3]​

El área de distribución nativa de esta especie es el noroeste de México (concretamente en la Sierra de La Libertad, en la parte central de la península de Baja California) y crece principalmente en biomas desérticos o de matorral seco.

Habita a lo largo de cañones y en laderas rocosas volcánicas, a elevaciones de 650 a 850 metros sobre el nivel del mar. Se encuentra asociada a otras especies de plantas como: Ambrosia ambrosioides, Brahea armata, Cylindropuntia cholla, Dodonaea viscosa, Euphorbia lomelii, Lophocereus schottii, Myrtillocactus cochal, Pachycereus pringlei, Neltuma articulata y Stenocereus thurberi.^[3]​

Cylindropuntia libertadensis fue descrita por el botánico Jon Paul Rebman y publicada por primera vez en la revista científica Madroño 62: 58 en el año 2015.^[4]​

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.^[5]​
• libertadensis: epíteto geográfico que hace referencia a la presencia de la especie en la Sierra de La Libertad, en la parte central de la península de Baja California.^[3]​

Se cultiva muy raramente como planta ornamental y su propagación se realiza principalmente a través de esquejes.