天山梣，落叶乔木，高10-24米。
芽圆锥形，尖头，黑褐色，芽鳞6-9枚，外被糠秕状毛，内侧密被棕色曲柔毛。
小枝灰褐色，粗糙，无毛，皱纹纵直，疏生点状淡黄色皮孔；
叶痕呈节状隆起。
羽状复叶在枝端呈螺旋状三叶轮生，长10-30厘米；
叶柄长4-5厘米，基部扁而扩大，底端有白色髯毛；
叶轴细，上面具平坦阔沟，沟棱展开呈窄翅状，无毛；
小叶7-13枚，纸质，卵状披针形或狭披针形，长2.5-8(-12)厘米，宽1.5-4厘米，先端渐尖或长渐尖，基部楔形下延至小叶柄，叶缘具不整齐而稀疏的三角形尖齿，上面无毛，下面密生细腺点，有时在中脉上疏被柔毛，中脉在上面平坦，下面凸起，侧脉10-14对，细脉网结；
小叶柄长0.5-1.2厘米。
聚伞圆锥花序生于去年生枝上，长约5厘米；
花序梗短；
花杂性，2-3朵轮生，无花冠也无花萼；
两性花具雄蕊2枚，贴生于子房底端，甚短，花药球形，雌蕊具细长花柱，柱头长圆形，尖头。
翅果倒披针形，长3-5厘米，宽5-8毫米，上中部最宽，先端锐尖，翅下延至坚果基部，强度扭曲，坚果扁，脉棱明显。
花期6月，果期8月。
