落羽杉是落叶乔木,在原产地高达50米,胸径可达2米;树干尖削度大,干基通常膨大,常有屈膝状的呼吸根;树皮棕色,裂成长条片脱落;枝条水平开展,幼树树冠圆锥形,老则呈宽圆锥状;新生幼枝绿色,到冬季则变为棕色;生叶的侧生小枝排成二列。 叶条形,扁平,基部扭转在小枝上列成二列,羽状,长1-1.5厘米,宽约1毫米,先端尖,上面中脉凹下,淡绿色,下面黄绿色或灰绿色,中脉隆起,每边有4-8条气孔线,凋落前变成暗红褐色。 雄球花卵圆形,有短梗,在小枝*排列成总状花序状或圆锥花序状。 球果球形或卵圆形,有短梗,向下斜垂,熟时淡褐黄色,有白粉,径约2.5厘米;种鳞木质,盾形,**部有明显或微明显的纵槽;种子不规则三角形,有锐棱,长1.2-1.8厘米,褐色。球果10月成熟。