Дерево средней величины (до 15 м высоты) и 40 см в диаметре, с широкой округлой кроной. Ствол покрыт черно-бурой, слегка растрескивающейся корой. На молодых ветвях кора коричневая, блестящая, с беловатыми удлиненными чечевичками и сильным характерным запахом.

Листья черемухи обыкновенной около 15 см длины и до 7 см ширины эллиптической формы с мелкопильчатыми краями и красноватыми железками на зубцах. Окраска листьев темно-зеленая с голубоватым матовым оттенком, осенью — ярко-желтая, иногда с красноватым отливом.

Цветы черемухи обыкновенной белые, душистые, мелкие, до 1,5 см в диаметре, собраны в поникающие кисти до 10-18 см в длину. Во время цветения (май) вся крона обильно покрыта белыми душистыми соцветиями.

Плоды черемухи обыкновенной шаровидной формы, черные, блестящие, до 0,7-0,8 см в диаметре, съедобные. Вкус их сладкий с небольшой горечью и вяжущим привкусом. Созревают плоды в августе — сентябре. Крупные деревья в урожайные годы дают до 50 кг плодов.