Маньчжурский орех представляет собой дерево высотой до 25 метров с широкораскидистой ажурной кроной. Доживает до 250 лет. Растет быстро, годичные приросты ветвей могут достигать 2 метров. Кора ствола и старых сучьев темно-серая, местами черная, глубоко бороздчатая. Кора молодых ветвей светло-серая, гладкая.
Маньчжурский орех светолюбив, однако мирится с затенением. Влаголюбив и чувствителен к засухе. Может расти на серых лесных почвах, но предпочитает плодородные и дренированные. На тяжелом черном суглинке толщиной ~50 см с подстилающей чистой глиной растет хорошо. Обладает мощной стержневой корневой системой, позволяющей противиться сильным ветрам. Относительно газо- и дымоустойчив.
Листья непарноперистые, очень крупные, с 7—19 вытянутыми, зазубренными по краю и заостренными на конце листочками размерами до 20 см в длину и до 10 см в ширину.
