水杉为落叶乔木，树高可达 40米，胸径达2.5米。树皮条片状剥落。树主干直，树冠塔形。小枝下垂。叶线形，长1.3～2厘米，宽1.5～2毫米，交互对生并排成两列，展开在一平面上呈羽状。叶随着生小枝冬令一起脱落。花单性，雌雄同株。雄球花生叶腋，雌球花生侧枝顶，由多数交互对生苞鳞和珠鳞组成。球果下垂，长圆状球形，长1.8～2.5厘米。种鳞薄而透明，苞鳞木质盾形。种子倒卵形，扁平有窄翅。

原产四川石柱和湖北利川，目前我国北京以南各地广泛栽培。

材质轻软，耐腐力弱，作建筑中装修、家具、造纸等用。用种子繁殖，亦可用幼枝扦插。

早在抗日战争时期，植物学家路过湖北磨刀溪发现了一株水杉大树，根据采得标本对比研究，确认它就是化石中早已被地质学家和古植物学家认知的古植物。这一发现引起全世界植物学界的轰动，水杉从此被称为 “活化石”植物。原来水杉在地质中生代白垩纪曾经广布北半球，冰河时代绝大多数水杉灭亡，仅在中国湖北、四川和湖南交界地区残留少量至今。除湖北磨刀溪发现的第一株水杉外，其他分布地区都相继被植物学家发现。为了加强对水杉植物的保护，水杉被定为国家二级保护植物。