Произрастает одиночно и небольшими группами в зарослях кустарников, по опушкам лиственных, реже хвойных лесов, на склонах речных долин и оврагов, на террасах, скалистых склонах увалов и гор, в понижениях среди песков, в низовьях рек[2][3].
Приурочен к самым различным субстратам, но лучше всего развивается на тяжёлых, известь содержащих глинистых почвах. Менее требователен к условиям температуры и влажности воздуха, чем боярышник обыкновенный (Crataegus laevigata), и поэтому может успешно произрастать в районах с более континентальным климатом. Легко дичает и часто встречается близ жилищ, во вторичных растительных группировках[3].
Листья на побегах различного возраста, соцветия, цветок и плоды боярышника однопестичного
Кустарник или дерево высотой 3—6, реже до 8—12 м, с округло-шатровидной или широко-пирамидальной, довольно симметричной кроной. Ветви буровато-серые; ветки красновато-коричневые или вишневого цвета; побеги голые или вначале густоволосистые. Колючки немногочисленные, длиной около 1 см, нередко отсутствуют; облиственные колючки почти не развиты.
Известны отдельные экземпляры этого вида в возрасте двухсот—трёхсот лет, высотой 17—18 м, при диаметре кроны до 18—20 м и обхвате ствола до 2,5—3 м[3].
Почки широкояйцевидноконические, длиной 3—5 мм. Листья сверху лоснящиеся, тёмные, оливково-зелёные, снизу светло-зелёные. На плодущих побегах нижние листья обратнояйцевидные до продолговато-яйцевидных, на вершине трёхнадрезанные или крупно-зубчатые; верхние — длиной и шириной до 4—4,5 см, трёх- или пятираздельные, часто с очень несимметрично-расположенными лопастями, последние туповатые, с коротким насаженным хрящеватым остриём, цельнокрайные или близ вершины с немногими зубцами, в очертании овальные. Листья стерильных побегов крупнее, 5—З-глубокораздельные или даже почти рассечённые, с расставленными долями, по краю неровно, нередко, надрезанно-зубчатые. Черешки длиной 1—2 см, желобчатые; прилистники серповидно изогнутые, полусердцевидные, железисто-пильчатые.
Соцветия прямостоящие, диаметром до 5 см, довольно компактные, 10—18-цветковые, с голыми или рассеянно волосистыми осями, цветоножками и гипантиями. Цветки диаметром 1,5 см, с белыми лепестками; чашелистики продолговато-треугольные или широкояйцевидные с притуплённым кончиком, отогнутые при плодах; тычинок двадцать, с красными пыльниками; столбик один.
Плод — красное или коричневато-красное, реже жёлтое яблоко, широкояйцевидной или широко-эллипсовидной формы, длиной 7—10 мм. Косточка одна, длиной до 7 мм, шириной 5 мм, несколько сжатая и выщербленная с боков, с двумя—тремя неглубокими бороздками на спинной стороне.
В условиях Ростовской области сумма эффективных температур для начала цветения 270,6±3,3 °С, а для окончания 390,5±5,6 °С[4]. Цветение в мае—июне. Плодоношение в сентябре.
Медонос. В естественный насаждениях, произрастающих в свежих дубравахлесостепи, продуктивность мёда составляет от 13,2 до 19,8 кг/га. Холодная и дождливая весна снижает продуктивность[5]. Продуктивность мёда в условиях Ростовской области 6—8 кг/га[4]. Секреция нектара начинается при температуре 18 °С и выше, в ясную и безветренную погоду при температуре воздуха 20—26 °С и относительной влажности воздуха 60% секреция воздуха достигает максимума[6].
С давних пор используют в садах и парках, в аллейных посадках (высокоствольные формы) и особенно для живых изгородей. Прекрасно поддаётся стрижке; обладает большой побегообразующей способностью.