Nucul este un arbore viguros, care poate ajunge la 30 de metri înălțime. Are trunchiul gros și scoarța netedă, argintiu-cenușie. Are crengi puternice, coroana foarte largă și bogată. Frunzele sunt mari, compuse din 5-9 foliole eliptice, cu margini întregi, glabre.

Conținutul biochimic din organele nucului este foarte diversificat, asigurând multiple utilizări în terapia medicală și în alimentație.

Florile bărbătești sunt grupate în gamenți masculi solitari sau câte doi, cilindrici, multiflori. Florile femelă sunt grupate câte 2 până la patru, uneori solitare, sesile, purpurii. Înflorește în luna mai.

Fructul este drupă sferică, având o singură sămânță, cu două cotiledoane mari, zbârcite, bogate în untdelemn și numită nucă.