Le platane d'Orient est un grand arbre, environ 30 m de haut, àhouppier large et irrégulier. L'écorce brun rosâtre est très lisse et se délite par grandes plaques arrondies laissant des taches jaunâtres.
Les feuilles caduques, alternes, à nervation palmée, sont profondément découpées et comptent cinq lobes aigus séparés par des sinus profonds.
Les fleurs, unisexuées, sanspérianthe, sont réunies en chatons globuleux pendants, et regroupant des fleurs de même sexe.
Les fruits sont des petitsakènes groupés en boules ouglomérules de 3 cm de diamètre.