海枣呈乔木状，高达35米，茎具宿存的叶柄基部，上部的叶斜升，下部的叶下垂，形成一个较稀疏的头状树冠。叶长达6米；叶柄长而纤细，多扁平；羽片线状披针形，长18-40厘米，顶端短渐尖，灰绿色，具明显的龙骨突起，2或3片聚生，被毛，下部的羽片变成长而硬的针刺状。
佛焰苞长、大而肥厚，花序为密集的圆锥花序；雄花长圆形或卵形，具短柄，白色，质脆；花萼杯状，顶端具3钝齿；花瓣3，斜卵形；雄蕊6，花丝极短；雌花近球形，具短柄；花萼与雄花的相似，但花后增大，短于花冠1-2倍；花瓣圆形；退化雄蕊6，呈鳞片状。
果实长圆形或长圆状椭圆形，长3.5-6.5厘米，成熟时深橙黄色，果肉肥厚。种子1颗，扁平，两端锐尖，腹面具纵沟。花期3-4月，果期9-10月。
