东北山核桃属落叶乔木，高达3米至5米，树皮灰白色，浅纵裂，枝条髓部片状，幼枝先端具细柔毛；2年生枝常无毛。羽状复叶长25厘米~50厘米，小叶5~9个，稀有13个，椭圆状卵形至椭圆形，顶生小叶通常较大，长5厘米~15 厘米，宽3厘米~6厘米，先端急尖或渐尖，基部圆或楔形，有时为心脏形，全缘或有不明显钝齿，表面深绿色，无毛，背面仅脉腋有微毛，小叶柄极短或无。