玉兰是落叶乔木，高达25米，胸径1米，枝广展形成宽阔的树冠；树皮深灰色，粗糙开裂；小枝稍粗壮，灰褐色；冬芽及花梗密被淡灰黄色长绢毛。叶纸质，倒卵形、宽倒卵形或、倒卵状椭圆形，基部徒长枝叶椭圆形，长10-15（18）厘米，宽6-10 (12)厘米，先端宽圆、平截或稍凹，具短突尖，中部以下渐狭成楔形，叶上深绿色，嫩时被柔毛，后仅中脉及侧脉留有柔毛，下面淡绿色，沿脉上被柔毛，侧脉每边8-10条，网脉明显；叶柄长1-2.5厘米，被柔毛，上面具狭纵沟；托叶痕为叶柄长的1/4-1/3。花蕾卵圆形，花先叶开放，直立，芳香，直径10-16厘米；花梗显著膨大，密被淡黄色长绢毛；花被片9片，白色，基部常带粉红色，近相似，长圆状倒卵形，长6-8（10）厘米，宽2.5-4.5（6.5）厘米；雄蕊长7-12毫米，花药长6-7毫米，侧向开裂；药隔宽约5毫米，顶端伸出成短尖头；雌蕊群淡绿色，无毛，圆柱形，长2-2.5厘米；雌蕊狭卵形，长3-4毫米，具长4毫米的锥尖花柱。聚合果圆柱形（在庭园栽培种常因部分心皮不育而弯曲），长12-15厘米，直径3.5-5厘米；蓇葖厚木质，褐色，具白色皮孔；种子心形，侧扁，高约9毫米，宽约10毫米，外种皮红色，内种皮黑色。花期2-3月（亦常于7-9月再开一次花），果期8-9月。