大叶杨，乔木，高20多米，胸径0.5米。
树冠塔形或圆形；
树皮暗灰色，纵裂。
枝粗壮而稀疏，黄褐或稀紫褐色，有棱脊，嫩时被绒毛，或疏柔毛。
芽大，卵状圆锥形，微具粘质，基部鳞片具绒毛。
叶卵形，比任何杨叶均大，长15-30厘米，宽10-15厘米，先端渐尖，稀短渐尖，基部深心形，常具2腺点，边缘具反卷的圆腺锯齿，上面光滑亮绿色，近基部密被柔毛，下面淡绿色，具柔毛，沿脉尤为显著; 叶柄圆，有毛，长8-15厘米，通常与中脉同为红色。
雄花序长9-12厘米；
花轴具柔毛；
苞片倒披针形，光滑，赤褐色，先端条裂；
雄蕊30-40。
果序长15-24厘米，轴具毛；
蒴果卵形，长1-1.7厘米，密被绒毛，有柄或近无柄，3瓣裂。
种子棒状，暗褐色，长3-3.5毫米。
花期4-5月，果期5-6月。
