Дерево высотой до 30—40 м и диаметром ствола 0,80—1,8м.
Крона молодых деревьев пирамидальная, позже становится овально-округлой. Кора на старых стволах серовато-бурая толстая, с продольными трещинами, глубоко-бороздчатая; на молодых — гладкая, светло-соломенного цвета. Вершинные почки широко-конические; боковые — полушаровидные, желтовато-бурые. Хвоя мягкая, узколинейная, длиной 13—45 мм, шириной до 1,6 мм, плоская с туповатой верхушкой, светло-зелёная, с сизоватым налётом, собрана по 30—40 штук в пучке, расположена на однолетних удлинённых побегах и на укороченных, развивающихся на второй год жизни побега. Осенью хвоинки, как и у других видов лиственницы, опадают.
Мужские колоски (микростробилы) одиночные, шаровидной или овальной формы, бледно-жёлтого цвета, диаметром 5—6 мм, расположены на концах укороченных побегов; женские — широкояйцевидно-конические, длиной 10—15 мм, пурпурные или розовые, реже бледно-зелёные или беловатые. Опыление происходит в мае. Шишки яйцевидные или продолговато-овальные, сначала пурпурного, затем светло-бурого или светло-жёлтого цвета, длиной 2—4 см, шириной 2—3 см. Семена косо-обратнояйцевидные, мелкие, длиной 2—5 мм, шириной 3—4 мм, желтоватые, с тёмными полосками и крапинками.
Холодостойка, светолюбива, требовательна к влажности почвы и воздуха, но избегает избыточного увлажнения.