Катальпа – листопадное дерево. В культуре ее высота составляет 5-6 м. Растение возвышается на единственном крепком стволе и отличается густой шаровидной или продолговатой кроной. Тёмно-коричневая растрескивающаяся кора состоит из тонких слоев.

Большой декоративностью обладает листва катальпы. Крупные, гладкие листовые пластины длиной до 25 см окрашены в ярко-зеленый цвет. Чаще всего встречаются сердцевидные или широкояйцевидные листья. Весь сезон листва сохраняет насыщенную зелёную расцветку и осенью опадает, так и не пожелтев.

В возрасте 5-10 лет деревья начинают цвести. Период цветения приходится на июнь. На концах боковых отростков распускаются многоцветковые метельчатые соцветия с белыми или кремовыми трубчатыми цветами. Двугубые венчики по краю рассечены на мягкие отогнутые лепестки различной формы. По строению цветы катальпы очень похожи на каштан, но намного крупнее. Ближе к центру присутствуют красные или пурпурные точки и желтые полоски.

После опыления созревают длинные тонкие стручки с круглым сечением. Их размер достигает 40 см при толщине не более 1 см. Плоды свисают на гибких ножках, словно зеленые сосульки. Поздней осенью они темнеют, но остаются висеть до весны. Внутри стручков находятся продолговатые, похожие на бобы семена.