水曲柳树落叶大乔木，高达30米，胸径可达1米以上；树皮灰色，幼树之皮光滑，成龄后有粗细相间的纵裂；小枝略呈四棱形，无毛，有皮孔。奇数羽状复叶，对生，长25一30厘米，叶轴有沟槽，具极窄的翼；小叶7一11（一13），无柄或近无柄，卵状长圆形或椭圆状披针形，长（5一）8一14（一16）厘米，宽2一5厘米，光端长渐尖，基部楔形，不对称，边缘有锐锯齿，上面无毛或疏生硬毛，下面沿叶脉疏生黄褐色硬毛，小叶与叶轴联结处密生黄褐色绒毛。雌雄异株，圆锥花序生于 枝上部之叶腋，花序轴有极窄的翼；花萼钟状，果期脱落，无花冠；雄花具之雄蕊；雌花子房1室，柱头二裂，具2枚不发育雄蕊。翅果稍扭曲，长圆状披针形，长2一3.5厘米，宽5一7毫米，先端钝圆或微凹。
