Дерево до 25 м высотой и в диаметре до 50 см, с широкой развесистой кроной, с серой или тёмно-серой корой. Часто образует несколько стволов. Молодые побеги зелёные, фиолетовые, красновато-бурые или оливковые, голые, с легко стирающимся сизоватым налётом (1). Почки яйцевидные, короткочерешковые, покрыты 2, реже 4, наружными чешуями, густо усаженными шелковистыми волосками (2, 3). Боковые почки длиной 3-7 мм, зачастую прижатые к побегу (2). Цветочные почки мощные, часто сидят по нескольку вместе (3). Плодущие побеги заканчиваются 2 почками, ростовые — одной почкой с 2-4 добавочными. Под почками — светло-зелёные или рыжеватые пятна. Листовые рубцы сравнительно узкие (4), трёхследные, соединяются под прямым или острым углом (5). Древесина желтовато-зелёная; сердцевина беловатая, рыхлая.

Листья сложные, непарноперистые, с 3-7 зубчатыми или лопастными листочками (1). Черешки длиной 5-8 см.
Цветки однополые. Мужские (тычиночные) с красноватыми крупными пыльниками (2), собраны в плотные пучки (3), женские пестичные зеленоватые (4), собраны в редкие кисти (5). Цветет в марте — апреле, до появления листвы.
Плоды — крылатки с почти параллельным расположением крыльев (6). Вначале зеленые, при созревании светло-серые. Созревают осенью; зимой остаются висеть на дереве, иногда сохраняясь и на следующий год. Плодоносит в августе.

Естественный ареал — леса центральной части Северной Америки. В настоящее время клен ясенелистный освоил разнообразные местообитания и сформировал на территории Евразии обширный вторичный ареал. Широко используется в России в озеленении парков, садов, скверов в городах центральных областей Европейской части России, Сибири, Средней Азии и Дальнего Востока. Неприхотлив к почвенным условиям, но лучше растет на плодородных свежих почвах, на хорошо освещенных местах. Очень активен и подвижен, обладает высокой скоростью роста и устойчив к загрязнению воздуха. Поселяется в окрестностях городов и поселков сначала на нарушенных местах, но вскоре внедряется и в природные сообщества. Процесс расселения идет сравнительно быстро, так как в стадию плодоношения он вступает уже в возрасте 6-7 лет, и смена его поколений происходит быстрее, чем у других видов деревьев.

Хозяйственное значение. На родине — в Северной Америке традиционно используется как сахаронос — в момент сокодвижения сок очень сладкий. Ценится за быстроту роста, особенно в молодости. Недолговечен, поэтому должен высаживаться в сочетании с другими, более долговечными и декоративными породами. Этот вид известен в России со второй половины XVIII столетия, когда начались опыты по выращиванию его из семян в ботанических садах Петербурга и Москвы. Первые попытки интродукции растения были безуспешными; сеянцы вымерзали, так как они выращивались из семян, полученных от растений из южной части естественного ареала в Северной Америке. Только в XIX веке удалось развести клен ясенелистный из семян, полученных на этот раз из Канады.