Дерево высотой 15-25 м. с легкой отделяющейся корой от ствола. Свободно растущие деревья имеют крону неправильной, раскидистой формы. Побеги густоволосистые, темно-серые, с беловатыми чечевичками. Почки светло-коричневые, слегка волосистые. Листья состоят из 5-9 продолговато-ланцетных, почти сидячих, желтовато-зеленых листочков. Общий черешок длиной 14-28 см, покрыт волосками. Цветет с середины до конца мая. Крылатка длиной 3-6 см, ланцетовидная, на вершине закругленная.
Ясень пенсильванский – морозостоек, светолюбив, к почве малотребователен, любит влажность. Хорошо переносит условия города и широко используется в озеленении садов, скверов, парков, лесопарков, на территории жилой застройки. Применяется в групповых, рядовых насаждениях наулицах, магистралях и одиночных посадках.