Дерево высотой до 40-50 м с толстым стволом (до 1,5 м в диаметре), мощными ветвями и шатровидной кроной.Кора у старых деревьев тёмно-серая, с глубокими трещинами; молодые побеги гладкие, оливково- или красно-бурые, лоснящиеся. Листья плотные, сверху тёмно-зелёные, снизу сизо-зелёные, с короткими черешками. Листовые пластинки кожистые, обратнояйцевидные, с сердцевидным основанием и ясно выраженными ушками, с тупой вытянутой конечной лопастью и 4-6(8) тупыми неодинаковыми боковыми лопастями. Мужские цветки в повислых серёжках, женские — по 1-3 в прерывистых колосьях. Плюска чашевидная или блюдцевидная, чешуйки её почти плоские, сероопушённые. Плод — жёлудь, длиной до 3,5 -см, зрелый голый, буровато-жёлтый. Цветёт в мае, одновременно с распусканием листьев; плоды созревают в сентябре.
Европейский вид, распространённый в России на территории Восточно-Европейской равнины (отсутствует в северных областях и на крайнем юге) и на Северном Кавказе. Одна из основных лесообразующих пород в Средней России. Обычное растение в зоне широколиственных лесов. Севернее, в зоне хвойно-широколиственных лесов, растёт обычно в смеси с другими породами, в том числе с елью и сосной. Чистые дубравы встречаются здесь (как и в степной зоне) преимущественно в поймах или на плодородных почвах, часто подстилаемых известняками. По долинам рек может продвигаться далеко на север в таёжную область. Дубовые леса обычно имеют примесь других широколиственных пород — липы, клёна, ясеня — и густой подлесок из лещины. Разводится в парках, скверах, в полезащитных и придорожных насаждениях. Размножается семенами (желудями).
В природных условиях желудями питаются кабаны, различные грызуны и сойки (грызуны и сойки являются основными агентами, разносящими жёлуди и способствующими распространению дуба). При свободном одиночном произрастании дуб плодоносит ежегодно; в насаждении семенные годы наступают через 4-8 лет. Урожай желудей может достигать до 100 кг с одного дерева и 700-2000 кг на гектар дубового леса. Долговечная порода, доживающая до 400-летнего возраста; иногда встречаются 1000-летние экземпляры, имеющие стволы более 4 м в диаметре.
Дуб — одна из наиболее ценных древесных пород, широко используемая в строительстве, в столярном и мебельном производстве (особенно ценится так называемый морёный дуб — деревья, пролежавшие под водой сотни лет и получившие почти чёрную окраску и особую прочность). Кора, содержащая до 20% дубильных веществ, применяется в кожевенном производстве для выделки кож и их окраски, а также в научной и народной медицине. Жёлуди используют как суррогат кофе и для откорма свиней. Ценное дерево для степного лесоразведения и зелёного строительства (существует ряд декоративных форм с плакучими ветвями, разной расцветки листьев — тёмно-пурпуровой, с белой каймой, с жёлтыми и белыми полосками и др., а также имеющие колонновидную или пирамидальную кроны).
