Чашелистики могут быть в разной степени опушёнными (например, к. виноградолистный, к. виргинский, к. распростёртый, к. шестилепестный) или более или менее голыми (к. жгучий, к. короткохвостый, к. прямой, к. тангутский). У взрослых цветков чашелистики нередко отгибаются вниз.
Значительно отличаются виды и сорта клематиса размерами цветков. Крупноцветковые имеют цветки от 10 до 20 (реже более) см в диаметре (например, клематисы Жакмана, Ланугиноза, Патенс, многие сорта и гибридные формы), среднецветковые - от 4 до 10 см в диаметре (например, к. Арманда, к. Фаргеза, ‘Алёнушка’, ‘Загадка’, ‘Карменсита’, ‘Козетта’, ‘Спутник’), мелкоцветковые - от 2 до 4 см в диаметре, образующие соцветия (многие дикорастущие виды, а также сорта и гибридные формы - ‘Белый Танец’, ‘Брызги Моря’, ‘Джуиниана’). Часто весной и в начале лета цветки у клематисов бывают крупнее, чем при последующем цветении летом. Значит, размер их у крупноцветковых клематисов - признак непостоянный и в большой степени зависит от метеорологических условий и агротехники выращивания.
Окраска цветков очень разнообразна и варьирует от чисто белой и жёлтой до синей, фиолетовой и карминово-красной со множеством оттенков. У природных видов окраска чашелистиков практически постоянна в течение всего периода цветения; у многих сортов и форм интенсивность её обычно изменяется (бледнеет к концу цветения) и во многом зависит от погодных и почвенных условий. Однако при этом нередко декоративность цветков сохраняется.
Виды и сорта клематиса по окраске цветков можно условно распределить на такие основные группы (с многочисленными оттенками).
Окрашенную полосу по центру чашелистика имеют ‘Крымская Волна’, ‘Надежда’, ‘Ялтинский Этюд’, ‘Барбара Дибли’, ‘Барбара Жакман’, ‘Нелли Мозер’, ‘Стар оф Индиа’.
Пурпурные крапинки имеются на внутренней стороне чашелистиков у к. усатого балеарского.
Многие сорта и гибридные формы клематиса затруднительно относить к какой-то определенной группе, поскольку они отличаются весьма сложной окраской цветков с большим количеством оттенков и прожилок (например, ‘Дымчатый’, ‘Махровый’, ‘Николай Рубцов’, ‘Салют Победы’, ‘Серенада Крыма’).
Цветки некоторых видов имеют приятный запах, например к. Арманда, к. борщевиколистный ф. Давида, к. жгучий (запах миндаля), к. маньчжурский, к. метельчатый (запах жасмина), к. прямой, к. Редера (запах примулы); иногда запах варьирует от приятного до неприятного (к. виноградолистный и др.). Приятный запах имеют и некоторые крупноцветковые сорта и гибридные формы клематиса.
Тычинки.
Многочисленные прямые тычинки в цветках клематиса образуют андроцей. У разных видов и сортов клематиса число тычинок в цветке различно (в среднем от 20–30 до 145–165) и заметно варьирует. В одном цветке тычинки бывают разных размеров - мелкие, средние и крупные или мелкие и крупные, у некоторых видов тычинки в цветке примерно одинаковых размеров.Тычиночные нити бывают немного уже пыльника или заметно шире его и заканчиваются пыльником, часто шиловидной формы. Они прямые, чаще всего белые, но встречаются и окрашенные. Окраска пыльников варьирует от почти белой, кремовой и ярко-жёлтой до тёмно-бордовой (например, ‘Балерина’, ‘Космическая Мелодия’, ‘Христиан Стевен’, ‘Элегия’).
У некоторых сортов и гибридных форм клематиса (реже у видов) в цветках присутствуют стаминодии - это бесплодные придатки в области андроцея, лишённые пыльников и имеющие вид лепестков. Они придают цветкам полумахровый вид. Стаминодии отсутствуют у таких видов, как, например, к. бурый, к. тангутский, к. техасский.
Пестик.
В цветках разных видов и сортов клематиса многочисленные пестики (от 7–10 до 140–170) образуют гинецей.