Лиственное дерево высотой до 40 метров с широкоцилиндрической, слегка закруглённой кверху кроной. Ствол старого вяза может достигать метра в диаметре. Сучья толстые, направленные вверх. Кора буро-коричневая, растрескивающаяся, отслаивается тонкими пластинками. У основания ствола крупных деревьев иногда образуются плоские досковидные корни, выполняющие функцию дополнительной опоры. Побеги светло-бурые, блестящие, иногда с седым налётом и чечевичками.
Листья простые, яйцевидные или овальные, с заострённой верхушкой, у основания сильно неравнобокие, тёмно-зелёного цвета (снизу более светлые), на коротких черешках. Длина листа до 12 см, ширина до 8 см. Край листовой пластинки двоякозубчатый, верхняя сторона листа блестящая, нижняя голая или мягко-опушённая.
Цветки мелкие, обоеполые, собраны в пучки на длинных цветоножках. Околоцветник пяти- или восьми-лопастной, неравнобокий. Цветёт в апреле - мае, до распускания листьев, опыляется ветром.
Плод имеет округлое или овальное опушённое крылышко, в центре которого находится семя. Плоды висят пучками на длинных плодоножках.
Экологические требования. Требователен к почвенному плодородию, но в посадках встречается на самых разнообразных почвах. Этот вид более морозостоек по сравнению с другими вязами, засухоустойчив.Мирится с незначительным засолением почв. Устойчив к пыли и загазованности воздуха. В городских условиях мирится с уплотнением почвы, но может суховершинить из-за недостатка влаги в почве при сильном асфальтировании улиц.
Вяз гладкий подвержен опасному грибковому заболеванию, известному как голландская болезнь вяза, которая приводит к усыханию поражённых ветвей, а со временем к гибели всего дерева.
