Las hojas de palo de fierro son alternas, similares a las del abedul, y de forma ovalada a lanceolada, midiendo hasta 5 pulgadas (12,7 cm) de largo. Presentan un margen doblemente dentado con un borde muy aserrado. Las hojas son de color verde amarillento oscuro y tienen un tallo velloso. La textura de las hojas es relativamente gruesa debido a la presencia de pelos en ambos lados. En otoño, las hojas se vuelven de un amarillo indistinto y, a menudo, caen temprano.

Las flores de palo de fierro presentan amentos monoicos que aparecen en racimos de tres cada abril. Las flores masculinas son amentos marrón rojizo, colgantes con espigas escamosas formadas en el verano anterior, midiendo alrededor de 2 a 4 pulgadas (5 a 10 cm). Las flores femeninas son amentos erectos de color verde claro situadas en ramitas nuevas. Aunque no son particularmente vistosas, los amentos masculinos son más prominentes y se pueden ver durante el invierno.

El tallo de palo de fierro se caracteriza por una corteza de color gris claro a marrón rojizo con una textura desmenuzada distintiva. A menudo exhibe surcos y una superficie escamosa y rugosa. Las ramas son delgadas, tienden a caer hacia los extremos, y pueden mostrar un patrón en zigzag. El tallo puede alcanzar diámetros de hasta 1,3 pies (40 cm). La estructura general es algo estrecha, lo que lo convierte en una característica clave para la identificación para distinguir a palo de fierro.

El fruto de palo de fierro consiste en vainas distintivas en forma de saco que cuelgan en racimos. Estas cápsulas que contienen semillas captan la atención por su parecido a los lúpulos. Cada vaina encierra una nuez de 1/4 de pulgada (aproximadamente 6 mm), notable por su superficie estriada. La nuez en sí está anidada dentro de un saco foliar con forma de vejiga que tiene una textura similar al papel y persiste durante el invierno. Las vainas mantienen su forma en el árbol desde el verano hasta las estaciones frías, proporcionando un interés visual único.