Gõ đỏ là cây gỗ lớn cao từ 25 – 30m, đường kính thân vào khoảng 0,8 – 1m. Lớp bần màu xám trắng, sần sùi nhiều. Phân cành tán thấp. Lá kép lông chim chẵn 1 lần, mang 3 – 5 đôi lá chét. Phiến lá chét dạng hình trái xoan, nhẵn ở cả hai mặt, đầu có mũi lồi tù, đuôi tù hoặc gần tròn. Hoa tự hình chùm, hoa lưỡng tính. Tràng hoa màu trắng hồng hoặc hồng, có 1 cánh, hình tròn có móng dài. Cây ra hoa chủ yếu vào tháng 3 – 4, đậu quả và thu hoạch quả chín vào tháng 10 – 11. Quả đậu hình bao kính, dài 15 – 20cm. Vỏ quả khi chín sẽ hoá gỗ màu đen chứa 5 – 8 hạt. Hạt hình trụ có cạnh, vỏ hạt cứng màu đen, dây rốn cứng màu vàng nhạt.