落叶小乔木,高达9米。小枝无毛。叶卵形或椭圆形,长5-15(18)厘米,宽3-12(17)厘米,先端短尖,基部平截或浅心形,稀宽楔形,全缘,有时3-5浅裂,幼叶两面被黄褐色短柔毛,基脉5-7,侧脉5-6对;叶柄长达12厘米,顶端2腺体扁平无柄,有时叶裂片弯缺底处有1腺体。花先叶开放,白色,有淡红色条纹,径约3-6厘米;萼长约1厘米,2-3裂,裂片卵形;花瓣倒卵形,长2-3厘米,宽1-1.5厘米;雄花具雄蕊8-20,2轮,外轮花丝离生,内轮花丝基部合生;雌花子房3-4(8)室,花柱4,2裂。核果卵球形,径4-6厘米,平滑,具细尖头。种子3-4,椭圆形。花期3-4月;果期10-11月。

油桐是我国最珍贵的特用经济树种,有千年以上的栽培历史。桐油是重要工业用油,为我国传统出口物资。通常每百千克种子可榨油30-35千克,为优良干性油,性能极好,是油漆及涂料工业的重要原料,又可供制人造汽油、人造橡胶、塑料、颜料、电器、医药制品等用。材质轻软,不易生虫;供板料、家具等用。树皮含鞣质约18.3%,可提制栲胶。果壳可制活性炭和提取桐碱。