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。