形态特征
树冠
白玉兰是落叶乔木，高达25米，径粗可达200厘米，树冠幼时狭卵形，成熟大树则呈宽卵形或松散广卵形。幼时树皮灰白色，平滑少裂，老时则呈深灰色，粗糙开裂。小枝灰褐色。顶芽与花梗密被灰黄色长娟毛。分枝习性随树龄幼长有别，幼时单芽延伸，故主干明显，树冠规整，而见花后，叶枝混合芽在果穗后双杈或多枝延伸，横向发展盛于直干生长，故树冠往广卵形方向发展。
叶
叶片单叶互生，有时呈螺旋状，宽倒卵形至倒卵形，长10～18厘米，宽6～12厘米，先端圆宽，平截或微凹，具短突尖，故又称凸头玉兰；中部以下渐狭楔形，全缘。玉兰叶在基部通常有托叶或附属物，托叶有两种，枝端芽末的托叶贴生于幼茎上与叶柄分离，呈覆瓦状；叶部托叶散生，瓦刀状，粘着叶柄基部两侧，芽伸叶长，托叶脱落，幼枝上残存环状托叶痕，此为木兰科树种的识别特征。
花朵
花顶生，前一年秋季形成花芽，先花后叶；花具香气，碧白色，有时基部带红晕，花被片共9枚，花瓣状萼片3枚，花瓣6枚，雌雄蕊多数。
玉兰花白如玉，花香似兰，其树型魁伟，高者可超过10米，树冠卵形，大型叶为倒卵形，先端短而突尖，基部楔形，表面有光泽，全市两摔条疏生开展，嫩枝及芽外被短绒毛。冬芽具大形鳞片。花先叶开放，顶生、朵大，直径12～15厘米。花被9片，钟状。
花成辐射对称，蔷薇花冠，离生雄蕊，离心皮雌蕊，子房上位。
果实
蓇葖果熟时暗红色，种子具鲜红色假种皮。花期3月，6～7月果熟。
生长习性
喜温暖、向阳、湿润而排水良好的地方，要求土壤肥沃、不积水。有较强的耐寒能力，在-20℃的条件下可安全越冬。在北京小环境较好的地方生长良好。移栽应在萌动前十余日，或花后展叶前进行。播种苗，一般要5年左右方能开花。北方常见的还有二乔玉兰，花瓣外面淡紫色里面白色。
适生于土层深厚的微酸性或中性土壤，不耐盐碱，土壤贫瘠时生长不良，畏涝忌湿。对二氧化硫、氯和氟化氢等有毒气体有较强的抗性。寿命长，可达千年以上。喜光，稍耐荫，颇耐寒。喜肥沃适当湿润而排水良好的弱酸性土壤（pH5～6）但亦能生长于碱性土（pH7～8）中。根肉质，畏水淹。生长速度较慢。