天目铁木，乔木，高达18米，胸径达45厘米；
树皮深灰色，粗糙；
枝条灰褐色或暗灰色，无毛，皮孔疏生；
小枝细瘦，褐色，幼时密被短柔毛，以后渐变疏至几无毛，具条棱，疏生皮孔；
芽长卵圆形，长约5毫米，锐尖，芽鳞亮绿色，覆瓦状排列，卵形，渐尖，无毛。
叶长椭圆形或矩圆状卵形，长3-10厘米，宽1.8-4厘米；
顶端渐尖、长渐尖或尾状渐尖，基部近圆形或宽楔形；
边缘具不规则的锐齿或有时具刺毛状齿；
叶上面绿色，几无毛，下面淡绿色，疏被硬毛至几无毛；
叶脉在上面微陷，沿中脉密被短柔毛，在下面隆起，疏被短硬毛间或有短柔毛，脉腋间有时具髯毛，侧脉13-16对，脉间相距4-7毫米；
叶柄长3-5毫米，密被短柔毛。
雄花序下垂，长5-10厘米，单生或2-3枚簇生；
苞鳞宽卵形，顶端骤尖，具条棱，边缘密生短纤毛；
花药顶端具长柔毛。
果多数，聚生成稀疏的总状；
果序轴全长2-3厘米，序梗长1.5-2厘米，密被短硬毛；
果苞膜质，膨胀，长椭圆形至倒卵状披针形，长2-2.5厘米，最宽处直径6-8毫米，顶端圆，具短尖，基部缢缩呈柄状，上部无毛，基部具长硬毛，网脉显著。
小坚果红褐色，卵状披针状，长7-8毫米，直径约2.5毫米，平滑，具不明显的细肋。
