常綠喬木，幼枝呈褐色，且有皮孔密布。一回偶數羽狀複葉，小葉基部歪斜不對稱，似彎月狀。大部分的落葉植物會在冬季落光樹葉，但桃花心木卻在4月間落葉滿地，顯得與眾不同。夏季開黃綠色小花，不太容易發現；不過木質化的褐色蒴果卻很大，種子具薄翅，當果實成熟時，蒴果會從基部開裂成五個厚瓣，這時候可以見到許多薄又長的紅褐色螺旋槳般的種子，像直昇機的螺旋槳一樣旋轉飛行、再慢慢的倒栽飄落下來。因主幹挺直，木質堅硬緻密，是作家具建材的上好材料。