As flores da Pitaya são laterais, noturnas, com 20 a 35 cm de comprimento, brancas, completas, perfumadas ao abrir, à noite, quando são polinizadas por insetos.

Contém numerosos estames, tendo sido contados acima de 800 em uma só flor, arranjados em duas fileiras, ao redor do pistilo formado por 14 a 28 estiletes de cor creme. As sépalas são de cor verde-clara. O pólen é abundante e de cor amarela.

Para que ocorra a polinização cruzada ou autopolinização é necessário que a flor se abra, o que ocorre a noite, mas a sua abertura é precedida de várias etapas, ou seja: a partir das 12 horas há um inchamento do bulbo floral e o início da deiscência das anteras.

No inicio da noite (após as 19 hs), se dá a abertura floral, com separação do perianto e das brácteas, estágio no qual as anteras já estão com sua máxima deiscência.

Os lóbulos do estigma se estendem, mas como há uma separação dos estames e como há diferença de altura desses órgãos, isso dificulta a autopolinização.

Nesse estágio a umidade relativa baixa e a insolação podem influir na senescência da flor, o que ocorre no início da manhã seguinte.

A polinização e fecundação são essenciais para que haja frutificação na pitaya, o que se dá durante a noite, com atração de polinizadores, como abelhas, pássaros, mamangavas e morcegos, pelo perfume do néctar da flor.

Além dos citados polinizadores, pode haver autopolinização em algumas variedades ou espécies. Há espécies que são auto-incompatíveis, necessitando de outra para que haja a polinização cruzada.

Como os órgãos masculinos amadurecem primeiro, a abertura da flor pode ser feita manualmente, o que atrai as abelhas e possibilita a transferência do pólen pelas mesmas, pois é comum os citados insetos procurarem as flores, mas estas ainda estarem fechadas. A abertura natural das flores só ocorre ao anoitecer.

Se houver condições de fazer a polinização manual essa é aconselhável, pois é fácil, embora trabalhosa. Basta abrir a flor, retirar o pólen com os dedos e passar estes no estigma da outra flor.