樹皮灰白色到黑褐色，幼樹樹皮光滑，老樹有不規(guī)則淺縱裂。枝條粗壯、光滑，嫩枝初生時呈綠色，早春也可略呈紅色，停長后變?yōu)榱粱疑蚧液稚拾咨た?。一年生枝髓部較大，木質部松軟，以后隨年齡的增加，髓部逐漸變小。葉為奇數(shù)羽狀復葉，互生，長30~40厘米，復葉柄為圓形，基部肥大有腺點，脫落后葉痕大，呈三角形。小葉5-9片，長圓形、倒卵形或廣橢圓形，具短柄，先端突尖，葉緣全緣或具鋸齒。
核桃混合芽多呈圓形，營養(yǎng)芽為三角形，呈鱗片狀，著生于順腋間。雌雄同株異花、異熟，雄花序為柔荑花序，長8-12厘米，花被6裂，每個雄花序的小花數(shù)千可多達100朵以上，每休小花有雄蕊12-26枚，花絲極短，花成熟時為杏黃色。雌花1-3朵集生枝頂，花被4裂，柱頭2裂，偶有3-4裂，呈羽狀反曲，淺綠色或粉紅色，子房外面密生細柔毛，一室，下位。果實為術果，圓形或長圓形，徑4-5厘米，外果皮溥，表面光滑或具茸毛，綠色，有黃白色斑點；中果皮肉質；內(nèi)果皮骨質（稱為果殼）表面具刻溝或，果殼內(nèi)有種子一枚，稱為種仁，即食用部分，呈腦狀，被淺黃色或黃褐色薄種皮，其上有明顯或不明顯的脈絡。

中醫(yī)自古就把核桃稱為“長壽果”，認為核桃能健腦，補中益氣，潤、烏須發(fā)。核桃適合腦力工作者，尤其是白領女性吃，因為這部分人往往用腦過度，很耗傷心血，常吃核桃能夠補腦，改善腦循環(huán)，增強腦力。同時還有烏發(fā)、使皮膚光潤的作用，因為“發(fā)者血之余”，血旺則發(fā)黑，而且核桃中富含多種維生素，可以提高皮膚的生理活性，所以對女性而言是佳品。
現(xiàn)代營養(yǎng)學研究認為，核桃除去約50％的殼等廢棄物后的凈仁，含有63％的亞油酸、16.4％的亞麻酸，以及豐富的蛋白質、磷、鈣和多種維生素，含有大量的不飽和脂肪酸，能強化腦血管力和促進神經(jīng)細胞的活力，提高大腦的生理功能。

可將核桃仁加冰糖搗成“核桃泥”，密藏在瓷缸內(nèi)，每次取兩匙，用開水沖和，沖時盅中有一層白色液體浮起，這就是“核桃奶”，腴美可口。 若久吃以核桃仁磨粉煮成的“核桃粥”，能營養(yǎng)，使人，特別是老年膚衰老更宜常吃。 核桃仁中所含維生素E，可使細胞免受自由基的氧化損害，是醫(yī)學界公認的抗衰老物質，所以核桃有“萬歲子”、“長壽果”之稱。
核桃具有多種不飽和與單一非飽和脂肪酸，能降低膽固醇含量。因此吃核核桃對人的心臟有一定的好處。