核桃树，成树树干就品种不同，其高度一般在2~10米，高者或有十几米；树冠广阔；树皮幼时灰绿色、老时则灰白色而纵向浅裂；小枝无毛、具光泽、被盾状着生的腺体，灰绿色、后来带褐色。

奇数羽状复叶长25～30厘米，叶柄及叶轴幼时有极短腺毛及腺体；小叶通常是5～9枚，稀3枚，椭圆状卵形或长椭圆形，长约6～15厘米，宽约3～6厘米，顶端钝圆或急尖、短渐尖，基部歪斜、近于圆形，边缘全缘或在幼树上者具稀疏细锯齿，上面深绿色，无毛，下面淡绿色，侧脉11～15对，腋内具簇短柔毛，侧生小叶具极短的小叶柄或近无柄，生于下端者较小，顶生小叶常具长约3-6厘米的小叶柄。

雄性葇荑花序下垂，长约5～10厘米、稀达15厘米。雄花的苞片、小苞片及花被片均被腺毛；雄蕊6～30枚，花药黄色，无毛。雌性穗状花序通常具1～3(～4)雌花。雌花的总苞被极短腺毛，柱头浅绿色。

果序短，杞俯垂，具1～3果实；果实近于球状，直径4～6厘米，无毛；果核稍具皱曲，有2条纵棱，顶端具短尖头；隔膜较薄，内里无空隙；内果皮壁内具不规则的空隙或无空隙而仅具皱曲。