Листопадное дерево в благоприятных условиях может достигать высоты 36 м.
Годовой прирост в среднем составляет 30-60 см, рекдо может вырасти до 80см за год.
Дерево с мощным стволом имеет шарообразную, раскидистую крону. Сверху расположены восходящие ветви, снизу - распростертые, благодаря этому крона становится шарообразной формы.
Побеги крупно покрыты листвой.
Корневая система стержневого типа проникает глубоко в почву.
Период активного роста дерева происходит в течение 40 лет жизни, последующие годы рост замедляется. Гладкая кора Катальпы со временем превращается в чешуйчатую.
Длина листьев составляет около 30 см. Яркие зелёные листья сохраняют насыщенность до конца осени.
В летний период на верхней части побегов появляются воронковидные соцветия. Их ширина достигает 20 см, а длина 30 см. Период цветения занимает около 20 дней, начинается в июне, сменяется формированием удлинённых, узких плодов, напоминающих стручки.
Пышные бутоны напоминают каштановые свечки.
В плодах содержатся крылатые семена с хохолком.
Характерной особенностью растения является то, что плоды сохраняются до новой вегетации.