Albero caducifoglio che può raggiungere i 20 m d'altezza. I rami ascendenti da un tronco diritto gli conferiscono un'ampia chioma a forma di cupola. Il tronco ha una corteccia grigio chiara, liscia o squamosa, con striature bianche negli alberi giovani, brune in quelli adulti. Ha foglie grandi (40-60 cm) formate da 6-15 paia di foglioline dentate alla base, ovali ellittiche, lunghe 5-7 cm, acute. Sono verde scuro sopra, chiare e glabre sotto. Se stropicciate producono un caratteristico e sgradevole odore. Le infiorescenze sono composte da fiori verdastri, odorosi, che sbocciano tra giugno e luglio. Il frutto è costituito da samare di colore rossastro, disposte in grappoli densi. In autunno, le foglie assumono talora un'attraente colorazione rosso-dorata, come i semi che vengono diffusi dal vento con movimento rotatorio.
L'Ailanto si è naturalizzato in tutta Italia e viene usato a volte per il rivestimento di scarpate, dato che si propaga rapidamente su terreni di scarico o abbandonati. Ciò è dovuto all'abbondante produzione di polloni, alcuni dei quali spuntano anche distanti dall'albero d'origine. Specie assai rustica e resistente alla siccità, può diventare una pianta infestante in luoghi dove la sua presenza non è desiderata. Ad esempio, introdotta nell'isola di Montecristo nel secolo scorso, rappresenta ora una delle minacce alla conservazione della vegetazione naturale, dato che è difficile sradicarla ed il taglio stimola l'emissione di nuovi polloni. Riesce ad impiantarsi anche nelle fessure di pavimentazioni, vecchi edifici o tetti e, crescendo rapidamente, provoca ingenti danni.
L'Ailanto è stato introdotto in Italia dalla Cina, nel 1760, diffuso nella speranza (poi delusa) di poter diffondere l'allevamento della Philosamia cynthia (Sfinge dell'ailanto), un lepidottero saturnide che avrebbe potuto sostituire il baco da seta minacciato da malattie epidemiche. Ha un legno tenero, usato soprattutto nell'industria cartaria per cellulosa di buona qualità. La corteccia è usata in medicina per le proprietà astringenti, mentre l'uso come pianta ornamentale è limitato dall'odore delle foglie, anche se la sua capacità di resistere ad un'atmosfera inquinata lo renderebbe adatto per alberature stradali. È sensibile al forte vento, a causa dei rami piuttosto fragili, e si incontra frequentemente lungo le scarpate stradali e dei torrenti.