云南梧桐系落叶乔木，高达15米；树干直，树皮青带灰黑色，略粗糙；小枝粗壮，被短柔毛。叶掌状3裂，长17-30厘米，宽19-40厘米，宽度常比长度大，顶端急尖或渐尖，基部心形，上面几无毛，下面密被黄褐色短茸毛，后来逐渐脱落，基生脉5-7条，叶柄粗壮，长15-45厘米，初被短柔毛，后无毛。

圆锥花序顶生或腋生，花紫红色；萼5深裂几至基部，萼片条形或矩圆状条形，长约12毫米，被毛；雄花的雌雄蕊柄长管状，花药集生在雌雄蕊柄顶端成头状；雌花的子房具长柄，子房5室，外被茸毛，胚珠多数，有不发育的雄蕊。

蓇葖果膜质，长约7厘米，宽4.5厘米，几无毛；种子圆球形，直径约8毫米，黄褐色，表面有绉纹，着生在心皮边缘的近基部。花期6-7月，果熟期10月。