De walnoot is een boom die tot 50 meter hoog en 70 jaar oud wordt. De kroon is groot en rond en de vertakkingen zijn grillig. De veervormige bladeren bestaan uit zeven of negen deelbladeren. De walnoot bloeit in mei. Iedere boom heeft mannelijke katjes en vrouwelijke, flesvormige bloemen. Na bestuiving door de wind ontstaan vruchten met een groene schil. Het zaad heeft een harde, gerimpelde wand, die wat op hersenen lijkt. Eekhoorns en andere knaagdieren verspreiden de walnoten en begraven ze onder de grond.