木麻黄，乔木，高可达30米，大树根部无萌蘖; 树干通直，直径达70厘米；
树冠狭长圆锥形；
树皮在幼树上的赭红色，较薄，皮孔密集排列为条状或块状，老树的树皮粗糙，深褐色，不规则纵裂，内皮深红色；
枝红褐色，有密集的节；
最末次分出的小枝灰绿色，纤细，直径0.8-0.9毫米，长10-27厘米，常柔软下垂，具7-8条沟槽及棱，初时被短柔毛，渐变无毛或仅在沟槽内略有毛，节间长（2.5-）4-9毫米，节脆易抽离。
鳞片状叶每轮通常7枚，少为6或8枚，披针形或三角形，长1-3毫米，紧贴。
花雌雄同株或异株；
雄花序几无总花梗，棒状圆柱形，长1-4厘米，有覆瓦状排列、被白色柔毛的苞片; 小苞片具缘毛；
花被片2；
花丝长2-2.5毫米，花药两端深凹入；
雌花序通常顶生于近枝顶的侧生短枝上。
球果状果序椭圆形，长1.5-2.5厘米，直径1.2-1.5厘米，两端近截平或钝，幼嫩时外被灰绿色或黄褐色茸毛，成长时毛常脱落；
小苞片变木质，阔卵形，顶端略钝或急尖，背无隆起的棱脊；
小坚果连翅长4-7毫米，宽2-3毫米。
花期4-5月，果期7-10月。
