C'est un grand arbre d’ornement qui peut dépasser les 300 ans et mesurer jusqu'à 30 mètres. La sève, la Bogue et la graine ont une odeur très particulière et un goût un peu amer.

L'écorce brune à légèrement rougeâtre est lisse chez le jeune arbre se fissure dans le sens de la longueur, parfois dans un mouvement hélicoïdal autour du tronc, s'écaille et se détache par petites plaques.

Les fleurs blanches ou roses, tachées de rouge, sont rassemblées en thyrses en forme de pyramide mais de nombreux variants existent.

Les feuilles caduques sont opposées, grandes (30-50 cm), munies d'un long pétiole, palmées, à 5 ou 7 folioles dentelées.

Les bourgeons pointus qui apparaissant en automne, sont protégés par une sorte de résine fortement collante.

Le fruit est une capsule coriace, hérissée de pointes, qui renferme en général une seule (parfois deux) grosse graine brune, lisse et luisante, toxique, appelée marron d'Inde.

Les marrons du commerce, à griller ou utilisés en confiserie, qui sont comestibles, sont des châtaignes, fruits d’une variété de châtaignier (Castanea sativa) à fruits non cloisonnés. Ce ne sont donc pas les fruits du marronnier d'Inde.

Il faut éviter de lui faire subir des tailles sévères ou courtes, de plus c'est un arbre qui ne se taille pas en général car il est beau naturellement.