悬铃木是落叶大乔木，高可达35米。枝条开展，树冠广阔，呈长椭圆形。树皮灰绿或灰白色，不规则片状剥落，剥落后呈粉绿色，光滑。柄下芽。

单叶互生，叶大，叶片三角状，长9～15厘米，宽9～17厘米，3～5掌状分裂，边缘有不规则尖齿和波状齿，基部截形或近心脏形，嫩时有星状毛，后近于无毛。花期4～5月，头状花序球形，球形花序直径2.5～3.5厘米花长约4毫米萼片4花瓣4雄花（4～8个雄蕊）雌花（有6个分离心皮）。球果下垂，通常2球一串。9～10月果熟，坚果基部有长毛。