日本落叶松，乔木，高达30米，胸径1米；
树皮暗褐色，纵裂粗糙，成鳞片状脱落；
枝平展，树冠塔形；
幼枝有淡褐色柔毛，后渐脱落，一年生长枝淡黄色或淡红褐色，有白粉，直径约1.5毫米，二、三年生枝灰褐色或黑褐色；
短枝上历年叶枕形成的环痕特别明显，直径2-5毫米，顶端叶枕之间有疏生柔毛；
冬芽紫褐色，顶芽近球形，基部芽鳞三角形，先端具长尖头，边缘有睫毛。
叶倒披针状条形，长1.5-3.5厘米，宽1-2毫米，先端微尖或钝，上面稍平，下面中脉隆起，两面均有气孔线，尤以下面多而明显，通常5-8条。
雄球花淡褐黄色，卵圆形，长6-8毫米，径约5毫采；
雌球花紫红色，苞鳞反曲，有白粉，先端三裂，中裂急尖。
球果卵圆形或圆柱状卵形，熟时黄褐色，长2-3.5厘米，径1.8-2.8厘米，种鳞46-65枚，上部边缘波状，显著地向外反曲，背面具褐色瘤状突起和短粗毛；
中部种鳞卵状矩圆形或卵方形，长1.2-1.5厘米，宽约1厘米，基部较宽，先端平截微凹；
苞鳞紫红色，窄矩圆形，长7-10毫米，基部稍宽，上部微窄，先端三裂，中肋延长成尾状长尖，不露出；
种子倒卵圆形，长3-4毫米，径约2.5毫米，种翅上部三角状，中部较宽，种子连翅长1.1-1.4厘米。
花期4-5月，球果10月成熟。
