大乔木,在原产地高达100米,胸径可达10米; 树皮褐色,海绵状,深纵裂,厚达20-25厘米;冬芽小,无芽鳞;小枝初为绿色,后成淡褐色。叶鳞状钻形,螺旋状着生,下部贴生小枝,上部分离,分离部分长3~6毫米,先端锐尖,两面有气孔线。球果椭圆状气长5~8厘米,径4~5.5厘米;种鳞盾形,高约2.5厘米,上部宽0.6~1厘米,顶部有凹槽,幼时中央有刺尖;种子长椭圆形,淡褐色,长3~6毫米,两侧有翅。
平均可长到 50 到 85 米,直径约 5 到 7 米。纪录中树高最高可达 93.6 米、最大直径超过 10 米。巨杉的木材抗腐朽,易脆,因此不适合当建筑材料。