日本五针松，乔木，在原产地高达25米，胸径1米；
幼树树皮淡灰色，平滑，大树树皮暗灰色，裂成鳞状块片脱落；
枝平展，树冠圆锥形；
一年生枝幼嫩时绿色，后呈黄褐色，密生淡黄色柔毛；
冬芽卵圆形，无树脂。
针叶5针一束，微弯曲，长3.5-5.5厘米，径不及1毫米，边缘具细锯齿，背面暗绿色，无气孔线，腹面每侧有3-6条灰白色气孔线；
横切面三角形，单层皮下层细胞，背面有2个边生树脂道，腹面1个中生或无树脂道；
叶鞘早落。
球果卵圆形或卵状椭圆形，几无梗，熟时种鳞张开，长4-7.5厘米，径3.5-4.5厘米；
中部种鳞宽倒卵状斜方形或长方状倒卵形，长2-3厘米，宽1.8-2厘米，鳞盾淡褐色或暗灰褐色，近斜方形，先端圆，鳞脐凹下，微内曲，边缘薄，两侧边向外弯，下部底边宽楔形；
种子为不规则倒卵圆形，近褐色，具黑色斑纹，长8-10毫米，径约7毫米，种翅宽6-8毫米，连种子长1.8-2厘米。
