台湾桤木为落叶性乔木，树高可达 20 米，径可达 40 公分，树皮暗灰褐色，小枝光滑无毛，或于幼时略被短柔毛。
台湾桤木之球果状果序叶互生，为单叶，叶形椭圆形至卵状长圆形，长 6~12 公分，宽 2~5 公分，先端渐尖，基部宽楔形，叶缘细锯齿状，中肋及侧脉于近轴面凹下而于远轴面突起，侧脉 6~7 对，部分侧脉直达叶缘之锯齿，其余侧脉则在抵达叶缘前朝先端弯曲；叶柄细，长约 1.5~2.5 公分。
花为单性，雌雄同株，雄花序着生于小枝先端，为下垂的葇荑花序，其苞片为菱形至圆形，内含 3 枚雄花，雄花含雄蕊 4 枚；雌花序着生于老枝先端，为短穗状花序，苞片 5 裂，先端圆形，且木质化，长约 3~4 毫米，内有 2 枚雌花，没有花被片，雌花有雌蕊 1 枚，花柱 2 枚，子房 2 室，每室含 1 枚胚珠。花期自秋天至隔年春天。
果序呈球果状，由雌花序发育而来，果梗（原雌花序花梗）长约 1.5 公分，1~3 个椭圆形果序着生于果枝上；木质苞片残存，坚果小而扁平，有狭窄的翅，内含 1 枚种子，顶部有残存的花柱。