刺槐與國槐同屬落葉喬木科，通常高10-20米。樹皮灰黑褐色，縱裂；枝具托葉性針刺，小枝灰褐色，無毛或幼時具微柔毛。奇數羽狀復葉，互生，具9-19小葉；葉柄長1-3厘米，小葉柄長約2毫米，被短柔毛，小葉片卵形或卵狀長圓形，長2.5-5厘米，寬1.5-3厘米，基部廣楔形或近圓形，先端圓或微凹，具小刺尖，全緣，表面綠色，被微柔毛，背面灰綠色被短毛。
總狀花序腋生，比葉短，花序軸黃褐色，被疏短毛；花梗長8-13毫米。被短柔毛，萼鐘狀，具不整齊的5齒裂，表面被短毛；花冠白色，芳香，旗瓣近圓形，長18毫米，基部具爪，先端微凹，翼瓣倒卵狀長圓形，基部具細長爪，頂端圓，長18毫米，龍骨瓣向內彎，基部具長爪；雄蕊10枚，成9與1兩體；子房線狀長圓形，被短白毛，花柱幾乎彎成直角，莢果扁平，線狀長圓形，長3-11厘米，褐色，光滑。含3-10粒種子，二瓣裂?；ü?-9月。