Дерево высотой до 50 м и стволом до 2 м в диаметре, с конусовидной густой кроной, горизонтальными или поникающими, низко опускающимися по стволу ветвями. Кора серая или коричневатая. Побеги желтоватые или коричневатые, голые или покрыты рыжими волосками (1). Почки тупоконические, светло-коричневые, несмолистые, почечные чешуи прижаты (2). Хвоя жёсткая, зелёная или бледно-зелёная, сплюснуто-четырёхгранная, длиной 1-3 см, блестящая, со слегка заострённой верхушкой. Зрелые шишки продолговато-цилиндрические, светло-коричневые, лоснящиеся, длиной 10-15 см и шириной 3-4 см. Чешуи ромбические, жесткие, с волнистым зазубренным или выемчатым верхним краем. Созревают шишки к октябрю, но семена выпадают чаще всего с января по апрель. Семена длиной 3-5 мм с желтоватым крылом, легко отделяющимся от семени. Древесина желтовато-белого цвета, со слабым розоватым оттенком, лёгкая, мягкая, блестящая.

Хвоя сидит на подушечках (1) , остающихся и после ее опадения. Подушечки низбегают по побегу, образуя валики. Хвоя молодых ветвей блестящая, темно-зеленая, четырехгранная, длиной 20-30 мм и 3 мм шириной; остается на дереве 5-7 лет. Сами ветви голые или почти голые. Во множестве буроватых мужских шишек (2) образуется большое количество пыльцы. Шишки расположены на свисающих побегах. Женские шишки расположены на концах двухлетних побегов. Удлиненно-цилиндрические, ярко-красные (3), позднее зеленеющие (4), а при созревании буреющие (5). Цветение в мае.
Плод — висячие шишки, длиной до 10-16 см и 3-4 см шириной (зрелые). С обратнояйцевидными, выпуклыми, по краю волнистыми или неравнозубчатыми семенными чешуями. Кроющих чешуй не видно, они спрятаны внутри шишки. Семена длиной 4-5 мм. Выпадают в конце весны. Крылышки семян светло-коричневые, длиной 1,2-1,5 см.

Широко распространена на территории европейской части России, где является одной из основных лесообразующих пород тайги и смешанных лесов. Теневынослива. Образует густые леса часто в смеси с сосной, березой и широколиственными породами — дубом, липой. Часто встречается в горах Средней Европе и на Средиземноморье. Ель европейская зимостойка, но чувствительна к поздним весенним заморозкам, повреждающим нежную мягкую хвою прироста текущего года. Росту не благоприятствует засуха и бедность почвы. Ель избегает крайне заболоченных почв с застойным увлажнением, но растет по берегам ручьев и временных водотоков там, где увлажнение проточное. Предпочитает суглинистые влажные почвы. Шишки появляются на елях в лесу с 30-50 лет, на открытых местах — с 15 лет. Доживает до 300 лет.
Размножается ель европейская преимущественно семенами. В редких случаях в горах ель дает отводки, из которых образуются искривленные деревца. Изредка могут укореняться нижние ветви и в равнинных лесах.
Ель декоративна, но не выносит загрязнения воздуха, поэтому плохо растёт в больших городах.