ตาลโตนด เป็นไม้วงศ์ปาล์ม และมะพร้าว แต่มีลำต้นแข็งแรง และอายุยืนยาวมากกว่า อายุยืนประมาณ 80-100 ปี โตเต็มที่สูงได้กว่า 18- 25 เมตร หรือมากกว่า เริ่มให้น้ำตาล และลูกได้เมื่ออายุประมาณ 10-15 ปี เป็นพืชที่ขึ้นได้บนดินทุกชนิด ทนแล้ง และน้ำท่วมได้ดี ไม่มีผลต่อพืชอื่นๆ รอบข้าง เช่น นาข้าว สวนผัก รากมีลักษณะเป็นกลมยาว สีน้ำตาล คล้ายรากมะพร้าว แต่หยั่งลึกได้ลึกมาก และไม่แผ่ไปตามผิวดิน ทำให้ไม่โค่นล้มง่าย ลำต้นตาลโตนดคล้ายต้นมะพร้าว เปลือกลำต้นขรุขระ และมีสีขี้เถ้าออกดำ มีลักษณะลำต้นกลม ตรง สูงชะลูด ความสูงประมาณ 18-25 เมตร หรือมากกว่า บางต้นอาจสูงถึง 30 เมตร ต้นที่มีอายุน้อยจะมีโคนต้นอวบใหญ่ (ประมาณ 1 เมตร) แต่เมื่อสูงได้ประมาณ 4 เมตร ลำต้นจะเรียวลง (ประมาณ 40 เซนติเมตร) และเริ่มขยายใหญ่ที่ความสูงประมาณ 10 เมตร (ประมาณ 50 เซนติเมตร) และคงขนาดจนถึงยอด เนื้อไม้เป็นเสี้ยนแข็ง เหนียว ไม่หักง่าย 

ใบมีสีเขียวเข้ม มีลักษณะเป็นรูปพัด ขนาดใหญ่ แข็งและหนา มีใบย่อย เรียกว่า Segment ที่แตกออกจากปลายก้านใบ ใบแตกออกบริเวณเรือนยอดเป็นกลุ่มแน่น ประมาณ 25-40 ใบ ใบแก่จะมีสีน้ำตาลอ่อน ใบกว้างประมาณ 50-70 เซนติเมตร ก้านใบหรือทางตาลยาวประมาณ 1-2 เมตร ด้านขอบทางตาลมีหนามแหลมสั้น ขนาดไม่สม่ำเสมอกัน อายุใบประมาณ 3 ปี 

ดอกตาลโตนดออกดอกเป็นช่อ แบ่งเป็นดอกตัวผู้ และดอกตัวเมีย ซึ่งอยู่แยกต้นกัน ช่อดอกต้นผู้เรียก “งวงตาล” ต้นหนึ่งมีช่อดอก 3-9 ช่อ ช่อดอกแตกแขนง 2-4 งวงต่อช่อ หนึ่งงวงยาวประมาณ 30-40 เซนติเมตร ส่วนช่อดอกต้นตัวเมีย เรียก “ปลีตาล” หรือบางที่เรียก งวงตาล เหมือนกัน ออกช่อหลังต้นตัวผู้ หนึ่งต้นมีประมาณ 10 ช่อ ผลตาลโตนดจะออกที่ต้นตัวเมียเท่านั้น ที่เจริญมาจากช่อดอก เรียกว่า ทะลาย เก็บผลอ่อนได้ที่ประมาณ 75-80 วัน หลังออกดอก ในแต่ละทะลายมี 10-20 

ผล ผลอ่อนมีสีเขียว จาวตาลอ่อนนุ่มหรือด้านในยังเป็นน้ำ ส่วนผลแก่ มีสีน้ำตาลเข้มหรือสีดำ ผิวเป็นมัน เนื้อจาวตาลเป็นเส้นใยละเอียด เหนียว มีสีขุ่นขาวจนถึงเหลืองแก่ตามอายุผล และมีกลิ่นหอม เปลือก และจาวตาลแก่นิยมนำไปใช้ทำขนมตาล และใช้แต่งสีขนมต่างๆ