Muồng trâu là một cây nhỡ, cao chừng 1 hay hơn, đường kính có thể tới 10-12cm.
Lá kích thước lớn, gồm một cuống 3 cạnh, hơi dìa, dài 30-40cm, có 8 đến 14 đôi lá chét mọc 1 đôi lá chét đầu tiên nhỏ nhất, cách đôi lá chét một quãng hơi xa so với các quãng cách giữa các đôi lá chét sau, đôi lá chét tận cùng dài chừng 12- 14cm. Cụm hoa mọc thành bông nhiều hoa ở kẽ lá, dài tới 30-40cm, hoa màu vàng nâu nhạt. Quả giáp, dẹt, dài 8-16cm, rộng, 15-17mm, có hai dìa suốt dọc quả. Trong quả có tới 60 hạt, hình quả trám.