Листопадное дерево, достигающее 25 м высоты, или кустарник высотой 1,5—5 м. Листья крупные, сложные 5—7-пальчатые, супротивные, с длинными черешками, без прилистников. Образуют плотную крону.
Цветки колокольчатые, до 2-х см диаметром, обоеполые, неправильные, с косой плоскостью симметрии, проходящей через четвёртый чашелистик. Соцветия большие, в виде пирамидальных прямостоячих кистей. Цветочный покров двойной; зелёная чашечка состоит из 5 сросшихся у основания чашелистиков; беловатый с розовым основанием венчик состоит из пяти свободных лепестков, из которых один, находящийся между третьим и четвёртым чашелистиками, очень маленький, а иногда его и совсем не бывает; тычинок 7, нити у них длинные и согнутые; пестик один, состоящий из 3 плодолистиков; завязь верхняя трехгнёздая, в каждом гнезде по 2 семяпочки, из которых одна направлена вверх, а другая вниз; столбик длинный. Цветёт в мае—июне. Нектар цветков каштана содержит 65—75 % сахарозы. Форма конского каштана с махровыми цветками нектара не даёт. Плоды — трёхстворчатая шиповатая коробочки, каждая содержат одно (реже - два или три) ореховидных семени (часто в обиходной речи называемые конскими каштанами или просто каштанами); зародыш согнутый, белка нет.