Куст или дерево до 15, редко 20—22 м высоты, со стволом, очищенным от сучьев и покрытым темно-бурой корой, шелушащейся продольными свисающими полосками. Листья светло-зеленые, продолговатояйцевидной формы, в молодости волосистые, похожие на листья граба. Весной одновременно с листьями появляются собранные в сережки зеленоватые цветки. Во второй половине лета из густой шатровидной кроны со слегка поникшими ветвями свешиваются изящные, похожие на шишечки хмеля соплодия. Они настолько характерны, что уже издали можно отличить хмелеграб от похожего на него граба. За это сходство, с одной стороны, с хмелем и, с другой — с грабом весь род и получил свое название. Плод — орешек, яйцевидно заостренный, голый, гладкий. Обертки плодов соломенно-желтого цвета и покрыты мелкими, ломкими колючими волосками, которые при заготовке и очистке семян вызывают сильный зуд и раздражение дыхательных путей.
Встречается местами на Северном Кавказе и значительно чаще в Закавказье, преимущественно в нижнем горном поясе на высоте до 400 м над уровнем моря, где растет в ущельях и на склонах в виде примеси к широколиственным породам (дубу, грабу, буку), а также и в насаждениях темнохвойных пород. За пределами России произрастает в странах Средиземноморья и Малой Азии.Тяжелая, твердая древесина превосходит по некоторым качествам даже древесину самшита и граба, но запасы ее очень ограниченны. К сожалению, в культуре хмелеграб почти не известен, хотя вполне может быть рекомендован для Западного Закавказья, Северного Кавказа и Западной Украины как красивое парковое дерево.
Плод — орешек с овальной оберткой до 3 см длины. Обертки заостренные, острозубчатые. Созревают плоды в августе — сентябре.
В России распространен лишь на крайнем юго-востоке Приморского края, а за его пределами — в Японии, Китае и Корее. Встречается одиночно во втором ярусе’ тенистых смешанных лесов. Хорошо растет на влажных, плодородных почвах, но выносит и каменистые, сухие склоны.
Декоративен благодаря крупной изящной листве, желтеющей осенью. Пригоден для одиночных и групповых посадок в садах и парках. Плотная белая древесина применяется в токарном деле, из орешков иногда жмут масло, употребляемое в пищу.
