核桃楸高達(dá)20余米；枝條擴(kuò)展，樹冠扁圓形；樹皮灰色，具淺縱裂；幼枝被有短茸毛。奇數(shù)羽狀復(fù)葉生于萌發(fā)條上者長可達(dá)80厘米，葉柄長9-14厘米，小葉15-23枚，長6-17厘米，寬2-7厘米；分布區(qū)地處溫帶、局部地區(qū)可伸入熱帶北緣。喜歡涼干燥氣候，耐寒，能耐-40℃嚴(yán)寒。

雄性葇荑花序長9-20厘米，花序軸被 短柔毛。雄花具短花柄；苞片頂端鈍，小苞片2枚位于苞片基部，花被片1枚位于頂端而 與苞片重疊、2枚位于花的基部兩側(cè)；雄蕊12枚、稀13或14枚，花藥長約1毫米，黃色， 藥隔急尖或微凹，被灰黑色細(xì)柔毛。雌性穗狀花序具4-10雌花，花序軸被有茸毛。雌花 長5-6毫米，被有茸毛，下端被腺質(zhì)柔毛，花被片披針形或線狀披針形，被柔毛，柱頭鮮紅 色，背面被貼伏的柔毛。果序長約10-15厘米，俯垂，通常具5-7果實(shí)，序軸被短柔毛。

果實(shí)球狀、卵狀或橢圓狀，頂端尖，密被腺質(zhì)短柔毛，長3.5-7.5厘米，徑3-5厘米；果核 長2.5-5厘米，表面8條縱棱，其中兩條較顯著，各棱間具不規(guī)則皺曲及凹穴，頂端具 尖頭；內(nèi)果皮壁內(nèi)具多數(shù)不規(guī)則空隙，隔膜內(nèi)亦具2空隙?；ㄆ?月，果期8-9月。