Árvore caducifólia, de tronco direito, porte cónico e copa piramidal e frondosa de cor verde escura, ficando amarelada no outono. Até 60 m de altura, reconhecendo-se pela silhueta inconfundível das suas folhas trapezoidais, alternas, lobuladas, com 4(6) lóbulos pontiagudos, geralmente trilobuladas com o lóbulo terminal truncado, de 7 a 12 cm de comprimento, com pecíolo comprido, de cor verde-claro brilhante na página superior e verde escuro opaco na página inferior.  As flores são terminais, solitárias, grandes e vistosas, campanuladas, com cerca de 10 cm de diâmetro, verde-amareladas, com a base das pétalas alaranjada. Estames carnudos, amarelos, numerosos, carpelos reunidos numa massa central cónica amarelada. Floresce de maio a julho, mas só quando a árvore alcança os 20 ou 30 anos de idade. O fruto é um conjunto de folículos agrupados numa estrutura lenhosa em forma de pinha, com os carpelos secos e carnosos, frequentemente deiscentes, com uma ou mais sementes aladas.

O nome do género, Liriodendron, deriva do grego leírin: açucena e de déndron: árvore, pelas flores que lembram a de algumas monocotiledóneas, apesar se de assemelharem mais com tulipas do que com as açucenas; tulipifera, significa produtor de tulipas.

Em Coimbra, existe um exemplar notável, junto à escadaria de Minerva, que foi apelidada pelos estudantes de árvore-do-ponto, pela floração coincidir com a altura dos exames.