三球悬铃木，落叶大乔木，高达30米，树皮薄片状脱落；
嫩枝被黄褐色绒毛，老枝秃净，干后红褐色，有细小皮孔。
叶大，轮廓阔卵形，宽9-18厘米，长8-16厘米，基部浅三角状心形，或近于平截，上部掌状5-7裂，稀为3裂，中央裂片深裂过半，长7-9厘米，宽4-6厘米，两侧裂片稍短，边缘有少数裂片状粗齿，上下两面初时被灰黄色毛被，以后脱落，仅在背脉上有毛，掌状脉5条或3条，从基部发出；
叶柄长3-8厘米，圆柱形，被绒毛，基部膨大；
托叶小，短于1厘米，基部鞘状。
花4数；
雄性球状花序无柄，基部有长绒毛，萼片短小，雄蕊远比花瓣为长，花丝极短，花药伸长，顶端盾片稍扩大；
雌性球状花序常有柄，萼片被毛，花瓣倒披针形，心皮4个，花柱伸长，先端卷曲。
果枝长10-15厘米，有圆球形头状果序3-5个，稀为2个；
头状果序直径2-2.5厘米，宿存花柱突出呈刺状，长3-4毫米，小坚果之间有黄色绒毛，突出头状果序外。
