日本冷杉，乔木，在原产地高达50米，胸径达2米；
树皮暗灰色或暗灰黑色，粗糙，成鳞片状开裂；
大枝通常平展，树冠塔形；
一年生枝淡灰黄色，凹槽中有细毛或无毛，二、三年生枝淡灰色或淡黄灰色; 冬芽卵圆形，有少量树脂。
叶条形，直或微弯，长2-3.5厘米, 稀达5厘米，宽3-4毫米，近于辐射伸展，或枝条上面的叶向上直伸或斜展，枝条两 侧及下面之叶列成两列，先端钝而微凹（幼树之叶在枝上列成两列，先端二裂），上面光绿色，下面有2条灰白色气孔带；
横切面上面皮下层细胞二层，外层不连续排列，内层仅有数枚皮下层细胞，两端边缘有一层连续排列的皮下层细胞，下面中部一层，或有数枚疏生的皮下层细胞形成第二层，壮龄树及果枝之叶的树脂道4个(2个中生，2个边生）或仅有2个中生树脂道，幼树之叶有2个边生的树脂道，稍大的树上之叶有2个中生的树脂道。
球果圆柱形，长12-15厘米，基部较宽，成熟前绿色，熟时黄褐 色或灰褐色；
中部种鳞扇状四方形，长1.2-2.2厘米，宽1.7-2.8厘米；
苞鳞外露，通常较种鳞为长，先端有骤凸的尖头；
种翅楔状长方形，较种子为长；
子叶3-5(多为4)枚，条形，长1.8-2.5厘米，宽约2毫米，先端钝或微凹，初生叶长1.2-1.8厘米，宽1.5-2毫米，先端钝尖，微缺或二裂。
花期4-5月，球果10月成熟。
