白楊樹是落葉喬木，形態特徵如下：
樹幹通直，樹皮灰綠至灰白色，皮孔菱形。老樹基部為黑灰色，並會縱裂。小枝披白絨毛。萌發枝和長枝葉寬，葉緣有不規則齒芽，葉柄與葉片等長或較短，被為白絨毛。
芽呈卵形，長枝葉寬卵形或三角狀卵形，長10-15厘米，先端短漸尖，基部心形或平截，具深牙齒或波狀牙齒；葉柄上部扁，長3-7厘米，頂端常有2-4腺體。短枝葉卵形或三角狀卵形，先端漸尖，葉柄扁，稍短於葉片。花芽卵圓形或近球形，雄花序長10-14厘米，苞片密被長毛，雄蕊6-12枚。雌花長橢圓形，花序長達14厘米。
蒴果呈圓錐形或長卵形，2裂。花期在3-4月，果期在4-5月。
此外，白楊樹生長迅速，生命力頑強，適應性強，抗風力也很強，對土壤條件要求很低。其木材紋理筆直，結構細膩，質地輕軟，適合用於建築、家具、造紙等方面；樹皮可製成栲膠；葉子磨碎後可以驅趕臭蟲。而且，白楊樹樹形高聳，枝葉美觀，幼葉紅艷，也常被當做觀賞樹來種植。