Лиственное дерево достаточно высокое, бывает многоствольное. Кора взрослого дерева имеет почти черный цвет, у молодого растения она еще светло-бурая, но достаточно темная.

Листья у черной ольхи очередные, темно-зеленного цвета, форму имеют овальную или округлую с выемкой в верхней части, клейкие, блестящие.

У ольхи однодомные цветки, которые образуют сережки. Они распускаются ранней весной, порой даже быстрее листьев. Весь период роста и развития дерева происходит процесс закладывания сережек. С тычиночными это происходит за 5-6 месяцев, где-то с июля, а с пестиковыми – 1-2 месяца с сентября. На цветоножках, расширенных щитовидно, размещается по три мужских цветка. Наружная часть (околоцветник) простая, 4-х надрезный или из 4-х листьев. Женские же находятся в пазухах чешуй, которые содержат много мякоти, и расположены попарно.

На момент созревания чешуя твердеет и образует так называемую шишку, очень похожую на плод хвойных деревьев. Размножается черная ольха при помощи семян или надземных побегов (пневая поросль).

Плоды ольхи — это небольшие шишки у которых есть узкое крыло, но могут быть и без него. Вначале цвет плода зеленый, потом становится бурый с красным оттенком. Период созревания припадает на начало осени.