Arbre pouvant atteindre 20 m de haut. Les feuilles sont composées de 11-17 folioles
Les Juglans sont des arbres de grande taille, à feuilles caduques, glabres, opposées, imparipennées avec des folioles aromatiques de saveur amère et astringente, à branches très ramifiées, à la cime large et touffue. L'astringence provient de la présence d'un tanin, l'hydroxyjuglone, qui embaume quand on froisse la feuille. À la chute des feuilles, l'oxydation de ce composé, avec le temps ou les microbes, donne un dérivé toxique, la juglone.
Ce sont des plantes monoïques à sexes séparés, à pollinisation anémophile.
Les fleurs petites verdâtres sont unisexuées.
Les fleurs mâles (staminées) sont groupées en épis ou chatons allongés, elles comptent jusqu'à 36 étamines.
En France, certains individus Juglans major et Juglans nigra (ces deux espèces appartenant au groupe des
« noyers noirs » nord-américains) s'hybrident naturellement avec le noyer commun J. regia et donnent des
descendants J. nigra x J. regia et J. major x J. regia très vigoureux. Ces noyers noirs dont la floraison femelle coïncide
avec celle des fleurs mâles des noyers communs sont dits « hybridogènes ». Cette synchronisation est très dépendante
du climat à la fois local et annuel. Le plus ancien spécimen d'hybride J. nigra x J. regia connu en France a été obtenu
par la famille Vilmorin et planté près de Paris en 1815.
Il est également possible de trouver des hybrides naturels J. regia x J. nigra, dès lors que la floraison mâle du premier
est synchrone avec la floraison femelle du second, mais ce croisement est beaucoup plus rare.
Les noyers hybrides actuellement produits en France sont obtenus par croisement naturel entre des noyers communs
(J. regia) et des noyers noirs (J. nigra ou J. major), les noyers noirs étant pollinisés par les noyers communs.