马尾树，落叶乔木，高达20米，胸径可达60厘米；
树皮灰色或灰白色，浅纵裂；
小枝初具棱后变圆，褐色或紫褐色，密生浅黄褐色皮孔；
幼枝、托叶、叶轴、叶柄及花序都密被微细的、初时黄色而光亮、后变白色的腺体及细小而弯曲的毛。
单数羽状复叶，互生，常具6-8对小叶，生于小枝最上端者具3-4对小叶，通常长15-30厘米，最长者达40厘米或更长；
叶柄长3-4厘米，基部膨大，叶轴上面具窄槽，槽内的毛较密且不易脱落；
小叶互生，无柄，顶生者为两侧几相等的披针形，基部成不对称楔形，侧生者为偏斜的长椭圆状披针形，基部上侧较下侧为宽，近圆形或圆楔形，长6-14厘米，宽2-4厘米，生于叶轴下端的叶较短小，常为偏斜的椭圆状卵形，基部近心脏形，边缘具由侧脉沿伸出的短尖头的锯齿，叶面绿色而稍具光亮，仅在中脉上被短毛，幼时沿叶脉处具黄褐色腺体，叶背浅绿色，在中脉及侧脉上和脉腋内具短毛与腺体，细脉上全面或多或少密布腺体，中脉及侧脉在叶背较在叶面浮凸更甚，侧脉14-20（稀9)对；
托叶叶状，长3-6毫米，扇状半圆形，全缘而成波状皱折，无柄，基部偏斜，先端由中脉伸出成尾尖，两侧各具3条侧脉，早落。
复圆锥花序偏向一侧而俯垂，常由6-8束腋生的圆锥花序组成，花序上的细长分枝通常长15-30厘米，稀达38厘米，具1.5-2.5厘米长的总花柄，生于小枝下端的花序为叶腋以上着生，生于上端的花序则着生于卵形而急尖的长约2毫米的苞片腋内。
团伞花序由1-7花组成，无柄，基部几乎全部为卵形或宽卵形而渐尖的长1.5-2毫米的苞片所包围，小苞片较小，花倒圆锥状球形，花被片倒卵状圆形，长约2毫米，淡黄绿色，干后变成褐色，宿存于果实基部。
小坚果倒梨形，略扁，长2-3毫米，外果皮薄纸质，由两心皮的背脊凸出而成翅状，相连而形成围绕小坚果的近圆形或卵圆形的翅，宽5-8毫米，顶端具宿存的柱头及凹入圆翅1/7-1/5的弯缺，初为绿色，后带紫红色，干后淡黄褐色，满布稀疏的灰褐色腺体，两侧各具4条纵脉，中果皮木质，褐色，具不规则疣状凸起，内果皮白色；
种子卵形，长约2毫米。
花期10-12月，果实7-8月成熟。
