大西洋雪松是乔木，在原产地高达30米，胸径达1.5米； 枝平展或斜展，具多数分枝，树冠幼时尖塔形；小枝不等长，排成二列，互生或对生，常不下垂，大枝顶部通常硬，向上伸展，一年生长枝淡黄褐色，被短柔毛，二、三年生枝呈深灰色。冬芽球状圆锥形，长约6毫米。叶在长枝上辐射伸展，短枝之叶成簇生状（每年生出新叶19-28枚），针形，具短尖头，深绿色，横切面常呈四方形，各面有2-5条气孔线，多少被白粉，长1.5-3.5厘米，宽约1毫米。雄球花生于5-7年生的短枝上，圆柱形, 长2.5-4厘米, 基卵状披针形的苞片；雌球花阔卵圆状，受精前带紫色。球果次年成熟，淡褐色，卵状圆柱形或近圆柱形，长约7厘米，径约4厘米，种鳞近扇形或倒三角形，基部楔形，宽约3.5厘米，种子近三角状，长约12毫米，种翅宽大，楔形，连同种子长2.5-2.8厘米。 10-11月开花。球果翌年成熟，椭圆状卵形，熟时赤褐色。