铁坚油杉，乔木，高达50米，胸径达2.5米；
树甲皮粗糙，暗深灰色，深纵裂；
老枝粗，平展或斜展，树冠广圆形；
一年生枝有毛或无毛，淡黄灰色、淡黄色或淡灰色,二、三年生枝呈灰色或淡褐色，常有裂纹或裂成薄片；
冬芽卵圆形，先端微尖。
叶条形，在侧枝上排列成两列，长2-5厘米，宽3-4毫米，先端圆钝或微凹，基部渐一窄成短柄，上面光绿色，无气孔线或中上部有极少的气孔线，下面淡绿色，沿中脉两侧各有气孔线10-16,条，微有白粉，横切面上面有一层不连续排列的皮下层细胞，两端边缘二层，下面两侧边缘及中部一层；
幼树或萌生枝有密毛，叶较长，长达5厘米，宽约5毫米，先端有刺状尖头，稀果枝之叶亦有刺状尖头。
球果圆柱形，长8-21厘米，径3.5-6厘米；
中部的种鳞卵形或近斜方状卵形，长2.6-3.2厘米，宽2.2-2.8厘米，上部圆或窄长而反曲，边缘向外反曲，有微小的细齿，鳞背露出部分无毛或疏生短毛；
鳞苞上部近圆形，先端三裂，中裂窄，渐尖，侧裂圆而有明显的钝尖头，边缘有细缺齿，鳞苞中部窄短，下部稍宽；
种翅中卞部或近中部较宽，上部渐窄；
子叶通常3-4枚，但2-3枚连合，子叶柄长约4毫米，淡红色；
初生叶7-10枚，鳞形，近革质, 长约2毫米，淡红色。
花期4月，种子10月成熟。
