ต้นงิ้ว จัดเป็นไม้ยืนต้นขนาดกว้างถึงขนาดใหญ่ ลักษณะของต้นเป็นรูปทรงพุ่มเป็นรูปไข่ มีความสูงของลำต้นประมาณ 15-25 เมตร (บ้างว่าสูงประมาณ 25-30 เมตร) และความกว้างของทรงพุ่มประมาณ 15 เมตร ลำต้นมีลักษณะเปลาตรงและมีหนามอยู่ทั่วลำต้นและกิ่ง เห็นข้อปล้องไม่ชัดเจน ต้นอ่อนจะเป็นสีเขียวอ่อน เมื่อแก่จะเป็นสีเขียวเข้ม ขยายพันธุ์ด้วยวิธีการใช้เมล็ด โดยจะพบขึ้นในที่ราบและตามป่าเบญจพรรณ ตามเชิงเขาและไหล่เขาที่มีความสูงจากระดับน้ำทะเลประมาณ 100-600 เมตร ซึ่งในปัจจุบันต้นงิ้วจะหาดูได้ยากมาก จะมีปลูกเฉพาะถิ่นทางภาคเหนือไม่กี่ที่เท่านั้น

ใบเป็นใบประกอบแบบนิ้วมือ มีใบย่อยประมาณ 3-7 ใบเรียงสลับกัน ลักษณะของใบเป็นรูปรีถึงรูปไข่ ปลายใบเรียวแหลม โคนใบสอบเรียว ส่วนขอบใบเรียบ ใบมีขนาดกว้างประมาณ 1.5-2.5 นิ้ว และยาวประมาณ 6-10 นิ้ว ใบสีเขียวไม่มีขน แผ่นใบค่อนข้างหนาและเกลี้ยง ก้านช่อใบยาว โคนก้านบวมเล็กน้อย

ดอกเป็นดอกเดี่ยว ออกตามปลายกิ่งหรือตามปลายยอด ดอกมีขนาดใหญ่สีชมพูแกมเลือดหมู สีแดง สีแสด และมีที่เป็นสีทองแต่หาได้ยาก ดอกมีกลิ่นหอมเอียน ออกดอกเป็นกระจุกหรือเป็นกลุ่ม กลุ่มละประมาณ 3-5 ดอก ฐานรองดอกเป็นรูปถ้วยแข็ง ๆ หรือเป็นกลีบเลี้ยงติดกัน ปลายแยกออกเป็น 5 กลีบขนาดเล็ก สีเขียวอ่อน ส่วนกลีบดอกมีขนาดใหญ่และหนา มี 5 กลีบเป็นรูปขอบขนาน เมื่อดอกบานเต็มที่จะมีขนาดกว้างประมาณ 8-10 เซนติเมตร ปลายกลีบจะแผ่ออกและม้วนกลับมาทางขั้วของดอก หลุดร่วงได้ง่าย ดอกมีเกสรตัวผู้เป็นเส้นยาวจำนวนมาก เรียงกระจายเป็นวงรอบ สีขาวปนสีชมพู ส่วนเกสรตัวเมียมี 1 ก้าน สีชมพู บริเวณปลายเป็นจุดสีเข้มมีความเหนียว ส่วนรังไข่จะอยู่เหนือวงกลีบ โดยจะออกดอกในช่วงระหว่างเดือนมกราคมต่อเนื่องเป็นระยะเวลาสั้น ๆ ถึงเดือนกุมภาพันธ์ของทุกปี และจะทิ้งใบก่อนมีดอก

ผลมีลักษณะยาวรีคล้ายฝักรูปทรงกระบอก ที่ปลายทั้งสองข้างของผลจะแหลม ผลเมื่ออ่อนเป็นสีเขียว เมื่อแก่จะเป็นสีน้ำตาล เปลือกของผลแข็ง มีความยาวประมาณ 6-8 นิ้ว และเมื่อแก่จัดจะแตกอ้าออกตามรอยประสาน ในผลมีเส้นหรือปุยสีขาวและมีเมล็ดขนาดเล็กจำนวนมาก ลักษณะเป็นรูปทรงกลมสีดำ และถูกห่อหุ้มด้วยปุยฝ้ายสีขาว ๆ สามารถปลิวไปตามลมได้ไกล