Mammillaria plumosa est originaire du nord-est du Mexique, poussant sur des pentes sablonneuses et graveleuses à 600-1200 m d'altitude. Espèce polycarpique à croissance en touffes, elle se distingue par ses tubercules plumeux denses, atypiques chez les Mammillaria. Tubercules cylindriques de 7-10 mm de long, couverts de poils plumeux blancs jusqu'à 15 mm; tige globuleuse ou légèrement allongée, diamètre 5-8 cm; absence d'épines rigides, uniquement des poils plumeux blancs à crème.
Exposition en plein soleil direct; arrosage uniquement du printemps à la fin de l'été, sans stagnation d'eau; substrat avec au moins 70% de minéraux (pouzzolane, sable grossier); température minimale 5°C; grande sensibilité à la pourriture des racines due à l'excès d'humidité.