Les différences morphologiques au sein de l’espèce C. pepo sont si vastes que ses diverses sous-espèces et cultivars ont été identifiés à tort comme des espèces totalement distinctes. Ces vastes différences sont enracinées dans sa vaste répartition géographique. Le C. pepo est l’une des plus anciennes, sinon la plus ancienne espèce domestiquée. Les plus anciens sites connus se trouvent dans le sud du Mexique, à Oaxaca, il y a 8 000 à 10 000 ans, et à Ocampo, Tamaulipas, Mexique, il y a environ 7 000 ans. Son ancien territoire s’étendait au nord jusqu’au Texas et remontait la grande vallée du Mississippi jusqu’en Illinois et à l’est jusqu’en Floride, et peut-être même jusqu’au Maine. C’est l’une des nombreuses plantes cultivées en Amérique du Nord préhistorique dans le cadre du complexe agricole oriental. On sait qu’elle est apparue dans le Missouri il y a au moins 4 000 ans. Certaines variétés poussent dans des régions arides et d’autres dans des régions humides.
Les débats sur l’origine de C. pepo durent depuis au moins 1857. Traditionnellement, deux théories opposées sont données sur son origine : 1) C. pepo est un descendant direct de C. texana et 2) C. texana est un C. pepo sauvage. Une théorie plus récente est que C. pepo est un descendant de C. fraterna et s’est hybridé avec C. texana, ce qui a donné lieu à deux événements de domestication distincts dans deux régions différentes : l’un au Mexique et l’autre dans l’est des États-Unis, avec C. fraterna et C. texana, respectivement, comme espèces ancestrales. C. pepo pourrait être apparu dans l’Ancien Monde avant de se déplacer du Mexique vers l’Amérique du Sud.
On le trouve du niveau de la mer à un peu plus de 2 000 m (6 600 ft). Les feuilles ont trois à cinq lobes et mesurent de 20 à 35 cm de large. Toutes les sous-espèces, variétés et cultivars sont conspécifiques et interféconds. L’ADN polymorphe amplifié aléatoirement s’est avéré utile pour déterminer les relations entre les espèces, les variétés et les cultivars de C. pepo, montrant que peu de cultivars modernes, voire aucun, sont originaires de C. texana. Ils sont associés à C. fraterna ou à un spécimen ancestral encore inconnu dans le sud du Mexique.
Le C. pepo sauvage se trouve encore dans les mêmes régions que C. fraterna au Mexique. Leurs isozymes sont très similaires. Le C. pepo présente plus de similitudes avec le C. fraterna qu’avec le C. texana, dont on prétend également qu’il est un ancêtre du C. pepo. Tous les allèles étudiés de C. fraterna se retrouvent également chez C. pepo. Par conséquent, C. fraterna est le plus proche parent de C. pepo. C. pepo est très probablement une forme domestiquée précoce de C. fraterna. Elle se croise bien avec C. pepo et C. texana. Contrairement à la plupart des espèces de Cucurbita sauvages, on a trouvé des spécimens de fruits de C. fraterna qui n’étaient pas amers. Son habitat habituel est constitué de zones broussailleuses sèches des hautes terres. C. pepo pourrait être une compilospécie de C. fraterna et C. texana, qui semblent être deux espèces qui étaient initialement séparées. D’après l’analyse des allèles génétiques, deux groupes distincts sont présents au sein de C. pepo : la citrouille, la calabaza, la criolla et la courge à moelle se trouvent dans le premier groupe, et les courges ornementales, le crookneck, le gland, le pétoncle et quelques autres dans le second. C. fraterna est génétiquement plus proche du premier groupe et C. texana est génétiquement plus proche du second groupe. Les gourdes ornementales que l’on trouve au Texas sont appelées var. texana et celles que l’on trouve en dehors du Texas (Illinois, Missouri, Arkansas, Oklahoma et Louisiane) sont appelées var. ozarkana. Dans une étude de 1989 sur les origines et le développement de C. pepo, Paris a suggéré que le spécimen sauvage original était un petit fruit rond et que la citrouille moderne est son descendant direct. Il a également suggéré que le crookneck, la gourde ornementale et le pétoncle sont des variantes précoces, et que le gland est un croisement entre le pétoncle et la citrouille.
Plusieurs taxons ont été proposés, mais en 2012, aucun n’a été universellement accepté. En 2002, les conventions de taxons proposées par Decker-Walters étaient :
- C. pepo subsp. pepo – citrouilles cultivées, courges, les gourdes orange (« Orange Ball » et « Orange Warted »)
- C. pepo subsp. ovifera var. ovifera – crooknecks cultivés, pétoncles, glands, la plupart des courges ornementales
- C. pepo subsp. ovifera var. ozarkana – populations sauvages de la grande vallée du Mississippi et du plateau des Ozarks
- C. pepo subsp. ovifera var. texana – populations sauvages au Texas
- C. pepo subsp. fraterna – populations sauvages dans le nord-est du Mexique
Une étude de 2003 a reconnu trois sous-espèces :
- Cucurbita pepo subsp. fraterna
- Cucurbita pepo subsp. pepo
- Cucurbita pepo subsp. texana
En 1986, le botaniste Paris a proposé une taxonomie de C. pepo consistant en huit groupes comestibles basés sur leur forme de base. Tous les cultivars de C. pepo, sauf quelques uns, peuvent être inclus dans ces groupes. Ces huit variétés cultivées comestibles de C. pepo varient largement en forme et en couleur, et une variété cultivée non comestible :
| Groupe de cultivars | Nom botanique | Image | Description |
|---|---|---|---|
| Acorn | C. pepo var. turbinata |
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courge d’hiver, à la fois plante arbustive et rampante, de forme obovoïde ou conique, pointue au sommet et présentant des sillons longitudinaux, ressemblant ainsi à une toupie, ex : courge à gland |
| Cocozelle | C. pepo var. ionga |
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Courge d’été, fruit long, rond et élancé, légèrement bulbeux au sommet, semblable à la fastigata, ex : Cocozelle von tripolis |
| Crookneck | C. pepo var. torticollia |
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courge d’été, plante arbustive, à fruits jaunes, dorés ou blancs, longs et recourbés à l’extrémité et généralement à écorce verruqueuse (couverte de verrues), ex : courge jaune à cou crochu |
| Citrouille | C. pepo var. pepo | 
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courge d’hiver, plante rampante, de forme ronde, oblate ou ovale et ronde ou plate aux extrémités, ex : citrouille ; comprend C. pepo subsp. pepo var. styriaca, utilisé pour l’huile de pépins de courge de Styrie |
| Pétoncle | C. pepo var. clypeata ; appelé C. melopepo par Linné |
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courge d’été, préfère un habitat semi-arbustifié, forme aplatie ou légèrement discoïdale, avec des ondulations ou des bords équatoriaux, ex : courge Pattypan |
| Collet droit | C. pepo var. recticollis |
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courge d’été, plante arbustive, à fruits jaunes ou dorés et à écorce verruqueuse, semblable à la var. torticollia mais une extrémité de la tige qui se rétrécit, ex : courge d’été jaune |
| Vegetable marrow | C. pepo var. fastigata |
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Courges d’été et d’hiver, traits lianesques et un semi-arbrisseau, couleur crème à vert foncé, fruit court et rond avec un apex légèrement large, ex : courge spaghetti (une variété d’hiver) |
| Courgette (US) Courgette (UK, IE) |
C. pepo var. cylindrica |
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courge d’été, actuellement le groupe le plus commun de cultivars, l’origine est récente (19ème siècle), semi-arbuste, fruit cylindrique avec un diamètre le plus souvent constant, similaire à fastigata, ex : Zucchini |
| Courgette ornementale | C. pepo var. ovifera |
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Non comestible, citrouilles des champs étroitement liées à C. texana, habitat de vigne, tiges fines, petites feuilles, trois sous-groupes : C. pepo var. ovifera (forme d’œuf, forme de poire), C. pepo var. aurantia (couleur orange) et C. pepo var. verrucosa (gourdes rondes et verruqueuses), les gourdes ornementales trouvées au Texas et appelées var. texana et les gourdes ornementales trouvées en dehors du Texas (Illinois, Missouri, Arkansas, Oklahoma et Louisiane) sont appelées var. ozarkana. |