Высокое мощное дерево до 30—35 м высоты с огромной шатровидной кроной. Толстый ствол покрыт светло-серой продольно трещиноватой корой. Молодые побеги блестящие, оливково-серые. Листья непарноперистые, 20—40 см длины, из 7—11 листочков, при растирании с приятным характерным запахом. При распускании (в апреле — мае) листья розовые, опушенные, железистые, летом сверху темно-зеленые, блестящие, снизу светлее, матовые, осенью, в конце сентября и октябре, желтеющие. До появления листьев распускаются мужские цветки, собранные в многоцветковые толстые зеленые сережки; одновременно с листьями появляются почти незаметные женские цветки, сидящие но 1—4. В сентябре созревают плоды — ложные костянки шарообразной, яйцевидной или эллиптической формы. Темно-зеленая плотная железисто-точечная оболочка и твердая скорлупа защищают семя ореха. При созревании оболочка засыхает, чернеет и растрескивается.
Грецкий орех образует обширные леса на южных склонах Ферганского, Чаткальского (Тянь-Шань) и Гиссарского хреб-Tois (Памиро-Алай). Основные леса сосредоточены на склонах Ферганского хребта на высоте 1100—2000 м, на темно-бурых in 14«ах, богатых гумусом. Леса грецкого ореха имеются также и Копет-Даге по днищам ущелий и вдоль оврагов. На Кавказе широко встречается в одичалом состоянии. Вне территории России распространен в южной части Балканского полуострова, Иране, Афганистане, Гималаях, Корее, Китае. Требователен к почве, выносит длительное время засуху. Живет 300—400 лет.Зеленая оболочка костянок и листья содержат витамин «С» и дубильные вещества. Листья, кора и оболочка используются дли получения черной и коричневой краски для шерсти и шелка. Ядра орехов очень питательны и содержат в среднем 68% масла. Древесина обладает красивым рисунком и приятной окраской от светло-серой до темно-коричневой, хорошо полируются. Особенно красивый рисунок древесины имеют наросты (капы), которые образуются на стволе, чаще всего у его подножия, в результате разрастания подкорковых почек. Превосходное декоративное растение. Может быть использовано на одиночных посадках, в виде групп, в аллеях. Благодаря своим полезным свойствам грецкий орех издавна введен в культуру почти во всех частях света.