新疆五针松主要生长在新疆阿尔泰山西北部的布尔津河上游的卡纳斯河和霍姆河流域，海拔1600-2350米，气候冷湿，山地生草灰化土地带。
新疆五针松的球果直立，圆锥状卵圆形，长5-8厘米，直径3-5.5厘米，成熟后种鳞不张开或微张开，鳞盾紫褐色，宽菱形或宽三角状半圆形，上部圆，边缘锐利，微向内曲。
新疆五针松的针叶5针一束，较粗硬，微弯曲，长度为6-11厘米，直径1.5-1.7毫米，边缘具疏生细锯齿，背面无气孔线，腹面每侧有3-5条灰白色气孔线；横切面近三角形。
新疆五针松常与新疆落叶松混生，组成以新疆五针松为主的混交林。