江南油杉为常绿针叶树种，高达30米，胸径1米，树冠圆锥形。树皮灰褐色，1年生枝疏被褐色柔毛。叶条形，先端圆或钝，上面光绿色，下面浅绿色，在侧枝上排成2列，长2-4厘米，宽2-4毫米，先端钝圆或微凹，边缘稍反卷，中脉两面隆起，沿中脉两侧各有一行气孔带；果球圆柱形，长10-20厘米，直径3.5-6厘米，中部的种鳞斜方形或斜方状圆形，长宽近相等，上部边缘微向内曲，鳞背无毛；苞鳞中部窄，下部稍宽，顶部3裂，中裂片窄长，光端渐尖，边缘具细齿；种翅与种鳞等长，中下部较宽，成熟时淡褐色或淡栗色。
江南油杉树姿雄伟，枝叶繁茂而又浓绿，球果硕大，具有很高的观赏价值，适宜于园林、旷野栽培。江南油杉是中国特有树种，也是优良的山地造林树种。木材坚实、纹理直，有光泽，耐水湿，又是优良的用材树种。