北海道（渡島半島）から九州の冷温帯に生育し、極相林を形成する落葉高木。高さ 30 m、胸高直径 1 m ほどになる。樹皮は灰褐色でなめらか (この色からシロブナともよばれる)。今年枝は暗紫色で光沢がある。はじめ黄褐色の軟毛があるが後に無毛。葉は互生、広卵形〜菱形状楕円形で 4〜9 x 2〜4 cm、ときにやや左右不同、厚い洋紙質。先端は尖り、基部は広くさび形。葉縁には波状の鈍鋸歯がある。側脈は7〜11対、裏面で凸。 はじめ表裏とも長い軟毛があるが、成葉になると葉脈上を除いて毛は落ちる。葉柄は長さ5〜10 mm。托葉は倒披針形、長さ約1.5 mm、開葉後まもなく落ちる。

雌雄異株。花期は5月、葉の展開とほぼ同時に開花する。雄花は今年枝の下部の葉腋から垂れ下がる花梗の先に6〜15個が集まってつく。花梗は長さ1〜3 cm、軟毛が密生する。雄花の花被は長さ約 5 mm、長い軟毛で覆われる。雄しべは12個。雌花は今年枝の上部の葉腋に上向きにつき、直径約 1 cm で4裂する総苞の中に2個つく。総苞外面は線形の鱗片で覆われる。雌しべは3心皮性、花柱は線形、3個。柱頭は赤紫色。風媒花。果実は堅果、総苞が変化した堅く刺状突起で覆われた殻斗で包まれているが、10月頃果実が熟すとい殻斗は4裂して中から2個の堅果が現れる。堅果は長さ約 1.5 cm、3稜形 (この形からソバグリともよばれる)。果実が大量に熟すのには5〜7年の周期があり、ふだんは少産で捕食者を抑え、豊作年には捕食者が食べきれないほどの果実を生産して効率を上げる戦略をとっている。