Ясень обыкновенный — дерево высотой 20—30 м (иногда до 40 м) и диаметром ствола до 1 м. Крона высокоподнятая, ажурная ~15м в диаметре. Кора серая трещиноватая (у молодых растений — серо-зелёная гладкая).

Почки черноватые, бархатистые. Листья непарноперистые, состоят из 7—15 листочков. Листочки ланцетные или продолговато-яйцевидные, сидячие, пильчатые по краю, сверху ярко-зелёного, а снизу светло-зелёного цвета.
Цветки мелкие, без околоцветника, обоеполые, с двумя тычинками и пестиком с двураздельным рыльцем (реже встречаются цветки без пестика), собраны пучками в метёлки на побегах прошлого года. Цветение — до появления листьев, в центре Европейской части России — в апреле—мае.

Растение полигамное. Плоды — узкие крылатки, длиной до 5 см, вначале зелёного цвета, потом коричневого, — созревают в августе, часто удерживаются на растении всю зиму.