Il noce è un albero che può raggiungere i 20-25 metri di altezza e il cui diametro, alla base, può misurare da 1 a 2 metri.
La sua corteccia è grigio-argentata e liscia sui fusti giovani; le screpolature longitudinali compaiono molto tardi. I rami sono di color rosso scuro da giovani, per diventare poi, sempre con la crescita, di color grigio-argentato come il tronco.
Il fusto è dritto, vigoroso e si suddivide in poche branche principali che formano l'ampia, arrotondata e densa chioma.
Il frutto è una drupa che si apre a maturità, ovata, con lunghezza sui 3-4 cm e con larghezza di poco inferiore; esso è costituito da un pericarpo detto comunemente mallo, giallo-verdastro, che si distacca col disseccamento. L'endocarpo è un guscio legnoso a due valve irregolarmente solcate. Dentro l'endocarpo si trova il seme o gheriglio diviso da falsi setti.
I semi maturano fra settembre e ottobre.