常绿乔木，树高 15 - 20 米 ，最高 30 米 。最大胸径 1 米 左右。树冠卵形至广卵形，老树皮较厚有纵裂，黑褐色，常鳞片状开裂:树干上部树皮很薄，褐黄色或淡黄色，薄皮脱落。轮枝明显，每轮 5 - 12 个，多为 7 - 9 个， 20 年生前大枝斜上或平展，一年生枝条淡黄色， 2 - 3 年后变为灰褐色，大枝基部与树干上部的皮色相同。芽圆柱状椭圆形或长圆卵状不等，尖端钝或尖，黄褐色或棕黄色，表面有树脂。叶两针一束。稀有三针，粗硬， 稍扁扭曲，长 5 - 8 厘米 ，树脂道 7 - 11 条，维管间距较大。冬季叶变为黄绿色，花期 5 月中旬至 6 月中旬，属于风媒花，雌花生于新枝尖端，雄花生于新枝下部。 1 年生小球果下垂，绿色，翌年 9 月- 10 月成熟，球果长卵形，黄绿色或灰黄色;第三年春球果开裂，鳞脐小，疣状凸起，有短刺，易脱落，每鳞片上生两枚种子，种翅为种子的 3 - 5 倍长，种子大小不等，扁卵形，黑褐色，灰黑色，黑色不等，先端尖。千粒重随产地植株变化大，红花尔基产 7.9 克 ，大兴安岭 5.4 克 ，章古台地区 10 -12 克 。

樟子松耐寒性强，能忍受 -40 - -50 ℃ 低温，旱生，不苛求土壤水分。树冠稀疏，针叶稀少，短小，针叶表皮层角质化，有较厚的肉质部分，气孔着生在叶褶皱的凹陷处，干的表皮及下表皮都很厚，可减少地上部分的蒸腾。同时在干燥的 沙丘上，主根一般深 1 - 2 米 ，最深达 4 米 以下，侧根多分布到距地表 10 - 50 厘米 沙层内，根系向四周伸展，能充分吸收土壤中的水分。 1967 年是辽宁省章古台地区比较干旱的年份，六月份固定沙地 0 - 125 厘米 沙层含水量为 2 - 3% ， 12 年生落叶松因干旱大部分死亡，杨树等阔叶树种的叶子黄枯或部分脱落，而樟子松仍然正常生长。

樟子松是阳性树种，树冠稀疏，针叶多集中在树的表面，在林内缺少侧方光照时树 干天然整枝快，孤立或侧方光照充足时，侧枝及针叶繁茂，幼树在树冠下生长不良。樟子松适应性强。在养分贫瘠的风沙土上及土层很薄的山地石砾土上均能生长良 好。在章古台沙地上曾先后栽植针阔叶树种 30 余种，唯樟子松能适应沙地不同部位环境条件，即使在条件最差的丘顶也能生长。此外，在榆林，伊克昭盟等地区沙地上也生长良好。过度水湿或积水地方，对其生 长不利，喜酸性或微酸性土壤。在黑龙江林科院肇东实验林场薄层碳酸盐草甸黑钙土上 pH7.6 - 7.8 总含盐量 0.08% ，生长发育良好， pH 值超过 8 ，含碳酸氢纳超过 0.1 即有不良影响。

樟子松抗逆性强。据调查 10 年生油松曾受到松针锈病的危害，而相邻的樟子松受害较轻;对松梢螟危害与油松相比亦有较强的抵抗力;辽宁南部地区，赤松、油松均遭松干蚧危害，唯独樟子松未发现受害。

樟子松寿命长，一般年龄达 150 - 200 年，有的多达 250 年，在章古台的条件下， 5 龄以前的生长缓慢， 6 - 7 年以后即可进入高生长旺盛期(每年高生长量 30 - 40 厘米)，如人工固沙区 21 年生樟子松平均高达 8.6 米 ，胸径 14.8 厘米，最高 10.4 米 ，胸径 25 厘米。