Высокий кустарник или дерево до 8-12 м высотой с тёмно-серой или почти чёрной корой (отсюда и название "черноклен"). Молодые побеги красноватые, красно-бурые или карминно-бурые, голые или слабо опушённые, немного ребристые, с многочисленными светлыми чечевичками (1). Почки яйцевидные или округлые, мелкие, до 2-3, редко до 4 мм длиной, верхушечные чаще всего по 2 сидят на концах укороченных веточек. Чешуи почек красновато-бурые, голые, с белыми ресничками по краю. Листовые рубцы почти горизонтальные, часто рожковидные, с 3 следами, соприкасаются между собой (2). Листовые подушки сильно выдаются (3). Сердцевина округлая, беловатая или буроватая; древесина с сероватым оттенком.

Листья цельные, нелопастные, продолговато-яйцевидные (1), по краю двоякопильчатые, длиной 6-10 см, шириной 3-7 см, сверху темно-зеленые, снизу более светлые, по жилкам волосистые, на волосистых черешках, равных или короче пластинки (2).
Цветки в густых овально-щитковидных вертикальностоящих метелках (3) с волосистыми, усаженными железками осями и цветоножками, с желтоватыми чашелистиками, белыми лепестками и 8 тычинками. Завязь опушенная. Цветение в конце мая.
Плод — двукрылатка, крылья расширены на концах и расходятся под острым, реже почти прямым углом (4), плоды краснеют (5) в июне-июле, к осени буреют. Плоды созревают в сентябре, но остаются висеть на ветках до морозов.

Распространен от южной части Средней Европы до Балкан, Малой Азии, Кавказа, Ирана. В России встречается в лесостепной и степной зонах, от Курской и Тамбовской областей до Самарской и Саратовской, а также на Северном Кавказе. Растет в подлеске широколиственных лесов, особенно по опушкам, придавая им живописный вид; встречается среди степей по склонам балок и оврагов. Размножается семенами и вегетативно (порослью и отводками). Теневынослив, засухоустойчив, переносит засоление почвы, но предпочитает плодородные почвы.

Хозяйственное значение. Клен татарский — хорошее почвозащитное растение, применяется в придорожных и полезащитных лесных посадках. Часто используется при озеленении городов, в том числе и далеко за пределами естественного ареала (в Вологде, Перми, Петербурге и др.). Ценится за декоративность крон, яркую окраску крылаток и разнообразную осеннюю окраску листьев — от зеленой и желтой до красной и оранжевой. Древесину используют для мелких поделок. Из коры получают краски.