Величественное дерево, достигающее 30 м высоты и 2 м в диаметре, с широкояйцевидной или овальной кроной. Кора взрослых деревьев светлая, буровато-серая, с розовыми просветами, отслаивающаяся чешуйками, у молодых растений гладкая, зеленовато-серая. Листья при основании слегка неравнобокие, зубчатые, яйцевидные или эллиптические, сверху темно-зеленые, снизу светлее, сидячие или на очень коротких черешках.
В марте — апреле одновременно с листьями появляются невзрачные колокольчатые зеленовато-белые цветки. Собранные в пучки мужские (тычиночные) цветки располагаются при основании годичных побегов; выше их в пазухах листьев расположены одиночные цветки, несущие и тычинки и пестики. Плоды — угловатые сухие орешки косояйцевидной формы с горбатым носиком у вершины — созревают в середине, августа — в сентябре и опадают поздней осенью или даже зимой; при этом 2—5 орешков опадают вместе с частью годовалой веточки с листьями; такая веточка, падая, планирует, и ветер далеко относит ее. Каждый плод-орешек содержит одно темно-бурое семя; многие семена дзельквы обычно остаются недоразвитыми.
Еще в недалеком прошлом дзельква произрастала по всему Кавказу, но из-за усиленной рубки распространение ее сильно сократилось. Сейчас дзельква встречается лишь в нескольких областях Закавказья. В западной Грузии дзельква поднимается до 500—600 м над уровнем моря, в горах Талыша — до 1200 м. Требовательна к теплу, свету, плодородию почвы и растет обычно по берегам рек и ручьев, где достаточно влаги. Встречается вместе с дубом, карагачом, железным деревом, редко образуя чистые насаждения. В неблагоприятных условиях дзельква превращается из могучего дерева в низкое кривое, часто кустистое деревце. Довольно часто ветви срастаются друг с другом. Живет более 200 лет.
По качеству древесины дзельква относится к ценнейшим породам Кавказа. У молодых деревьев древесина белая с легким зеленоватым оттенком, у старых — с красно-бурым ядром, плотная, прекрасно полирующаяся, чрезвычайно твердая, тяжелая и необычайно прочная. Постройки и сооружения из дзельквы остаются невредимыми сотни лет, не подвергаясь червоточине. Все естественные насаждения дзельквы заслуживают охраны и ухода.