毛瓣木莲，乔木，高达10米；
树皮灰白色，光滑。
芽、嫩枝、叶柄、叶下面中脉及花梗均被褐色长毛。
叶革质，倒卵形或倒卵状椭圆形，长10-18 (25) 厘米，宽4-9厘米，先端渐尖或长尖，基部楔形，很少圆钝，上面无毛，下面被淡红色长柔毛，中脉在叶面凹下，侧脉每边12-15条；
叶柄上的托叶痕约为叶柄长1/3。
花被片9-12，外轮3片质较薄，长圆状椭圆形，长约3厘米，宽约2厘米，具5条纵脉纹，内两轮，倒卵形，较狭小，稍离花被片下具1佛焰苞状苞片，雄蕊长12-16毫米，花药长约10毫米，药隔伸出长1毫米的凸尖头；
雌蕊群狭卵圆形。
聚合果狭长圆体形，长5-7厘米，径2-3厘米；
果梗长3.5-6厘米；
蓇葖背缝线全裂，腹缝线多少开裂或不裂。
花期5-6月，果期9-10月。
