Дерево высотой до 35 м с пирамидальной конусовидной кроной. Кора стволов и старых ветвей серая или коричневая, отслаивающаяся. Молодые побеги тонкие, гладкие, желтоватые, с невысокими ребрами, идущими от почек (1). Почки округлые или яйцевидные, тёмно-бурые, с многочисленными чешуйками; терминальные почки — смолистые. Хвоинки узко-линейные, 1,5—4,5 см длиной, мягкие, нежные, на зиму опадают. На укороченных побегах (2) хвоя располагается пучками, по 30-50 хвоинок в пучке (3), на удлинённых побегах — спирально, поодиночке (4).

Хвоя лиственницы мягкая, нежная. На молодых побегах текущего года хвоинки располагаются поодиночке. На более старых побегах они собраны в пучки (1) по 20-60 хвоинок.
Ранней весной на ветвях лиственницы появляются молодые мужские шишечки, содержащие пыльцу (2), и женские шишечки, в которых впоследствии созревают семена (3). Как те, так и другие располагаются на ветвях поодиночке. Шишечки довольно крупные и хорошо заметны, так как дерево в это время еще не одето хвоей. В женской шишечке два вида чешуек — тонкие, бесплодные (кроющие) и толстые, плодонесущие (семенные). На внутренней поверхности последних видны бугорки-семяпочки, которые представляют собой зачатки будущих семян. Шишки лиственницы созревают в ту же осень (4). Семена мелкие крылатые, прочно соединенные с крылышком (у сосны и ели семя легко отделяется от крылышка). Семена лиственницы прорастают после продолжительного охлаждения при температуре около нуля во влажном состоянии. Только после такого воздействия (стратификации) они приобретают способность к прорастанию.

Лиственница отличается от остальных хвойных деревьев тем, что каждую осень полностью сбрасывает хвою. Перед опадением хвоя желтеет.

Распространена в основном за пределами бывшего СССР, в горах Западной Европы. У нас европейская лиственница встречается в Карпатах, на высоте до 1000-2500 м над уровнем моря, спускаясь в предгорьях до 300 м. К климатическим условиям лиственница нетребовательна и хорошо выносит суровые зимы. Встречается не только в пределах лесной зоны, но и севернее — в лесотундре и кое-где в южной части тундры. Растет главным образом на южных склонах, часто в смеси с буком, елью или пихтой. Очень светолюбива, предпочитает богатые известью свежие подзолистые или черноземные почвы; развивает глубокую корневую систему. Плохо переносит сухость воздуха и высокие летние температуры. Это дерево прекрасно развивается в Восточной Сибири в районе всем известного полюса холода. Особенно неприхотлива лиственница даурская: она хорошо выносит условия вечной мерзлоты, может расти на каменистых и заболоченных участках.

Хозяйственное значение. Древесина лиственницы тяжелая, смолистая, крепкая, несколько напоминающая по своим свойствам древесину дуба. Бревна лиственницы долго сохраняются в воде не загнивая, благодаря чему используются для различных подводных сооружений (сваи мостов и т. д.). Хороша древесина также для рудничных стоек, шпал и как топливо.
Лиственница — сравнительно неприхотливое дерево, и поэтому она часто культивируется. Посадки лиственницы можно встретить далеко за пределами области ее естественного распространения. Она имеет толстую кору и благодаря этому малочувствительна к огню, она почти не страдает от низовых пожаров.