Дерево высотой до 25-40 м, с прямым стволом диаметромдо 0,5-1,2 м. Крона высоко поднятая, конусовидная, а затем округлая, широкая, с горизонтально расположенными в мутовках ветвями.
Корневая система мощная, обширная, с ярко выраженным глубоко проникающим стержневым корнем. Кора в нижней части ствола толстая, чешуйчатая, серо-коричневая, с глубокими трещинами. Чешуйки коры пластинчатые неправильной формы. В верхней части ствола и на ветвях кора тонкая, шелушащаяся, оранжево-красная.
Ветвление мутовчатое. Побеги вначале зелёные, затем к концу первого лета становятся серо-светло-коричневыми. Почки яйцевидно-конусообразные, оранжево-коричневые, покрыты белой смолой чаще тонким, реже более толстым слоем. Хвоинки расположены по две в пучке, серовато- либо сизовато-зелёные, как правило, слегка изогнутые, края мелкозубчатые. Верхняя сторона хвоинок выпуклая, нижняя желобчатая, плотная, с хорошо заметными голубовато-белыми устьичными линиями.Длина хвоинок у молодых деревьев 5-9 см, у старых – короче (2,5-5,0 см);ширина 1,5-2 мм. Влагалище пары хвоинок плёнчатое, серое, 5-8 мм, с возрастом под воздействием эрозии темнеет и постепенно укорачивается до 3-4 мм. Продолжительность жизни – от 2 до 6 (максимум до 9) лет, в полосе умеренного климата – 2-4 года.
Мужские шишки 8-12 мм, жёлтые. Женские шишки (2,5) 3-6 (7,5) см длиной, конусообразные, симметричные или почти симметричные, одиночные или по 2-3 штуки, вначале оранжево-розовые, при созревании матовые от серо-светло-коричневого до серо-зелёного. Чешуйки шишек почти ромбические, плоские или слабовыпуклые с небольшим пупком, редко крючковатые, с заострённой верхушкой. Через 22-23 месяца после опыления шишки в солнечные дни открываются для высвобождения семян и вскоре постепенно опадают.
Семена чёрные, 4-5 мм, с перепончатым крылом длиной 12-20мм. Созревают в ноябре-декабре, спустя 20 месяцев после опыления, рассеиваются с февраля по апрель.
Экологические особенности. Светолюбива. Устойчива к сильным морозам и засухам. Малотребовательна к плодородию и влажности почв. Наиболее продуктивные древостои приурочены к суглинистым и супесчаным почвам с достаточным увлажнением. Благодаря регулярному “плодоношению” и обилию семян даёт обильный самосев на лесосеках и пожарищах.
Иногда у деревьев возникает изгиб ствола из-за повреждения молодых побегов личинками бабочки побеговьюна зимующего (Rhyacionia buoliana) из семейства листовёрток (Tortricidae).
