O castanheiro-da-Índia é uma árvore frondosa, de folha caduca, até 25-35 (40) m de altura, tronco direito, com casca inicialmente acinzentada e mais ou menos lisa, escurecendo e fendendo-se em placas de contorno irregular, mais tarde. As gemas são ovoides, resinoso-viscosas, com brácteas castanho-avermelhadas. As folhas são caducas, surgindo na primavera antes das flores, opostas, longamente pecioladas, composto-digitadas, com 5-7 folíolos subsésseis, obovados, acunhados na base, repentinamente acuminados no ápice, irregularmente crenado-serrados, peninérveos; glabros na página superior, acastanhados e muito vistosos no outono. As flores são zigomórficas, fragrantes, dispostas em grandes panículas terminais, erectas, 15-30 x 8-12 cm, cónicas, multifloras (as flores superiores masculinas, as inferiores bissexuais). Corola com 4 a 5 pétalas livres, desiguais, ovado-elípticas, brancas, inicialmente maculadas de amarelo (perceptível pelos insectos), ciliadas. Estames 5 a 8, inseridos abaixo do gineceu, desiguais, castanhos e com pólen vermelho. Pedicelos um pouco mais curtos que o cálice, cilíndricos, pubescentes, esbranquiçados, tornando-se rosados mais tarde. Cálice campanulado, 6-7 x 4-5 mm, esbranquiçado-esverdeado, rosado depois da antese, acastanhado quando acrescente na frutificação, desigualmente 5-lobado; lobos obovados, tão compridos como o tubo do cálice, arredondados no ápice, ciliados. Fruto uma cápsula subglobosa de paredes carnudas, com 5 a 7 cm de diâmetro, deiscente por 3 valvas, verde, espinhosa, com 1 a 3 sementes. Sementes semelhantes a castanhas, subglobosas, (2) 2,5 a 4 cm de diâmetro, de cor castanha, com hilo grande e esbranquiçado.

É extensivamente cultivado como ornamental ou árvore de sombra, particularmente na Europa, com excepção das zonas frias, ou mais raramente, cultivado para obtenção de madeira. Em algumas regiões da Europa Central e Ocidental aparece localmente naturalizado. Em Portugal é cultivado como ornamental.

O nome castanheiro-da-Índia induz em dois erros. Designa-se por castanheiro porque as sementes se parecem com os frutos do verdadeiro castanheiro (Castanea sativa L.) Mas além de serem sementes e não frutos, também não são comestíveis, a não ser pelos animais domésticos e selvagens. Por outro lado não é nativo da Índia, como a designação vulgar parece indicar. Este engano deve ser muito antigo. Provavelmente resultou do facto de Matthioli “Físico” (médico do Imperador Maximiliano II), ter publicado em 1565, pela primeira vez, um desenho do castanheiro-da-Índia, após ter recebido muitos frutos que lhe haviam sido enviados por Ogier Van Boesbeck, embaixador de Carlos V em Constantinopla (Istambul). Como a Turquia é em parte Asiática, daí talvez a confusão e considerarem a planta originária do Oriente (Índia). Matthioli utilizou o restritivo hippocastanum, de origem grega e que significa castanha dos cavalos, visto que a encomenda dos ramos e frutos continha também a informação que os turcos davam os frutos aos cavalos para lhes conferirem mais força. Realmente as sementes eram utilizadas para curarem afecções pulmonares dos cavalos. O epíteto Aesculus já utilizado pelos Romanos para designar a azinheira, foi aplicado ao castanheiro-da-Índia pela semelhança das sementes e frutos espinhosos com as bolotas e respectivas cúpulas (glandes) dos carvalhos. Aquele embaixador também enviou as sementes a Clusius, director dos Jardins Imperiais de Viena. Das árvores ali nascidas procederam, provavelmente, muitos dos castanheiros da Índia amplamente cultivados.