黎巴嫩雪松是乔木，高达50米，胸径达3米；树皮深灰色，裂成不规则的鳞状块片；枝平展、微斜展或微下垂，基部宿存芽鳞向外反曲，小枝常下垂，一年生长枝淡灰黄色，密生短绒毛，微有白粉，二、三年生枝呈灰色、淡褐灰色或深灰色。

叶在长枝上辐射伸展，短枝之叶成簇生状（每年生出新叶约15-20枚），针形，坚硬，淡绿色或深绿色，长2.5-5厘米，宽1-1.5毫米，上部较宽，先端锐尖，下部渐窄，常成三棱形，稀背脊明显，叶之腹面两侧各有2-3条气孔线，背面4-6条，幼时气孔线有白粉。

雄球花长卵圆形或椭圆状卵圆形，长2-3厘米，径约1厘米；雌球花卵圆形，长约8毫米，径约5毫米。

球果成熟前淡绿色，微有白粉，熟时红褐色，卵圆形或宽椭圆形，长7-12厘米，径5-9厘米，顶端圆钝，有短梗；中部种鳞扇状倒三角形，长2.5-4厘米，宽4-6厘米，上部宽圆，边缘内曲，中部楔状，下部耳形，基部爪状，鳞背密生短绒毛；苞鳞短小；种子近三角状，种翅宽大，较种子为长，连同种子长2.2-3.7厘米。