Дерево до 30—45 м выc, со стволом 70—120 см в диам., с симметричной конусовидной кроной из горизонтально мутовчатых ветвей, доходящих при изолированном стоянии до земли. Кора трещиноватая, чешуйчатая, серовато-коричневая. Молодые побеги голые, светло-коричневые или оранжево-красноватые. Почки крупные, конусовидные или цилиндрические, весной распускаются позже, чем у ели европейской. Верхушки светло-коричневых почечных чешуи слегка отогнутые кнаружи. Хвоинки 20—30 мм дл., 1—1,5 мм шир., четырехгранные, плотные и сильно колючие, от зеленых до серебристо-беловатых, с 3—5 белыми устьичными линиями на каждой стороне, с беловатым налетом или без него, отстоящие от побега; хвоя держится 4—6 (-9) лет. С возрастом сизая окраска хвои тускнеет и утрачивается. Шишки цилиндрические, 5—10 см дл. и 2— 3 см толщ., до созревания зеленовато-желтые, зрелые светло-коричневые, с тонкими гибкими, продолговато-ромбическими, по краю волнисто-зубчатыми чешуями. Большей частью остаются на деревьях до осени следующего года. Семена 3 мм дл., бурые с желтовато-коричневым крылом, в 4 раза превышающим их по длине, созревают в августе — сентябре. Живет до 400—600 лет.