白玉兰树高10米左右,胸径30厘米。花蕾卵圆形或长椭圆形;花被片9-12,白色、粉红色至紫红色,倒卵状长圆形或长圆状倒卵形,长3.5-4.5厘米,宽1.8-2.7厘米,内轮较外轮大;雄蕊长约为花被片的一半,花药长约1毫米;雌蕊群圆柱形,长1.6-2厘米,心皮卵圆形,长5-6毫米,密生胚珠。聚合果长6-15厘米,蓇葖背裂,背面有棱脊,顶端具短喙;种子近卵圆形,长约1厘米,黑色,外种皮肉质,内种皮骨质。花期4月,果期10月。
白玉兰是常绿乔木,高达15米,胸径可达60厘米。树皮灰色或灰褐色,粗糙,枝广展,小枝绿色,无毛。