ชาข่อยเป็นไม้พุ่ม สูง ๐.๕-๓ ม. เปลือกเรียบหรือแตกเป็นร่องตื้น ๆ ตามยาว กิ่งเล็กเรียว กิ่งอ่อนมีขนสั้นนุ่ม
ใบเดี่ยว เรียงเวียน รูปคล้ายสี่เหลี่ยมข้าวหลามตัด กว้าง ๑-๕ ซม. ยาว ๒-๑๑ ซม. ปลายแหลมหรือมน โคนรูปลิ่ม ขอบหยักมนหรือหยักซี่ฟันแกมหยักมน แผ่นใบค่อนข้างหนาคล้ายแผ่นหนัง เกลี้ยงเป็นมันทั้ง ๒ ด้าน ด้านบนสีเขียวเข้ม ด้านล่างสีจางกว่า เส้นแขนงใบข้างละ ๔-๕ เส้น ก้านใบยาว ๑-๘ มม. ด้านบนเป็นร่องตื้นตามยาว มีขนสั้นนุ่ม หูใบร่วงง่าย รูปสามเหลี่ยมแคบ ยาว ๒-๒.๕ มม. มีขนสั้นนุ่มและมีขนต่อม
ดอกแยกเพศร่วมต้นร่วมช่อหรือบางครั้งต่างช่อ ช่อดอกคล้ายช่อเชิงลด ออกตามซอกใบ ยาว ๑.๕-๓.๖ ซม. ส่วนมากเป็นช่อดอกแยกเพศร่วมช่อ ตอนบนเป็นดอกเพศผู้ ตอนล่างใกล้โคนช่อเป็นดอกเพศเมียหรือบางครั้งเป็นดอกเพศผู้ทั้งช่อ บางครั้งดอกเพศเมียออกเดี่ยวตามซอกใบ ก้านช่อดอกสั้น แกนช่อมีขนประปราย ก้านดอกสั้นมาก ยาว ๐.๑-๐.๕ มม. มีขนหรือค่อนข้างเกลี้ยง ดอกเล็ก สีเขียวอ่อนหรือสีเขียวใส ไม่มีกลีบดอก ดอกเพศผู้ออกเป็นกลุ่ม ๆ จำนวนมาก กลุ่มละ ๕-๗ ดอก มีใบประดับรูปคล้ายสามเหลี่ยม กว้าง ๑.๒-๑.๕ มม. ยาว ๑-๑.๒ มม. ด้านนอกมีขนสั้นนุ่มและมีขนต่อม ดอกตูมเส้นผ่านศูนย์กลาง ๐.๕-๐.๘ มม. ดอกบานเส้นผ่านศูนย์กลาง ๐.๘-๑ มม. กลีบเลี้ยงสีเขียวอ่อนหรือสีเขียวใส มี ๔ กลีบ รูปไข่ กว้างประมาณ ๐.๓ มม. ยาวประมาณ ๐.๕ มม. ด้านนอกมีตุ่มเล็ก ๆ เกสรเพศผู้ ๘ เกสร อับเรณูบิดหรือคดไปมา โคนเชื่อมติดกันเล็กน้อย ปลายแยกจากกัน ดอกเพศเมียมีใบประดับรูปคล้ายถ้วย เมื่อกางออกรูปคล้ายไต กว้าง ๐.๖-๑ ซม. ยาว ๕-๗ มม. ขอบหยักซี่ฟัน มี ๙-๑๕ ซี่ ผิวเกลี้ยงเป็นมันทั้ง ๒ ด้าน มีจุดโปร่งแสง เส้นบนใบประดับแบบร่างแห เห็นชัดทางด้านนอก กลีบเลี้ยงสีเขียวอ่อน มี ๓ กลีบ รูปไข่กว้างประมาณ ๑ มม. ยาวประมาณ ๒ มม. ด้านนอกมีขนสั้นนุ่ม รังไข่อยู่เหนือวงกลีบ รูปค่อนข้างกลมเส้นผ่านศูนย์กลาง ๑-๒ มม. ผิวมีหนามทู่ ปลายหนามเป็นต่อม รังไข่มี ๒-๓ ช่อง แต่ละช่องมีออวุล ๑ เม็ด ก้านยอดเกสรเพศเมีย ๓ ก้าน แยกจากกันหรือโคนเชื่อมติดกันเล็กน้อย ก้านยอดเกสรเพศเมียและยอดเกสรเพศเมียรวมกันยาว ๒-๕ มม. ยอดเกสรเพศเมียแยกเป็นเส้นคล้ายเส้นด้ายหลายเส้น
ผลแบบผลแห้งแตกกลางพู มี ๒-๓ พู สีเขียวรูปทรงกลมแป้น กว้าง ๔-๗ มม. ยาว ๓-๕ มม. มีใบประดับติดทน มีหนามทู่ ปลายหนามเป็นต่อม ต่อมร่วงเมื่อผลแก่ เมล็ดสีน้ำตาลหรือสีน้ำตาลอมแดงทรงรูปไข่หรือรูปค่อนข้างกลม กว้าง ๒-๒.๕ มม. ยาว ๒-๓ มม. ผิวมีตุ่มเล็ก ๆ มี ๒-๓ เมล็ด
ชาข่อยมีเขตการกระจายพันธุ์ในประเทศไทยทั่วทุกภาค พบตามเขาหินปูนในป่าดิบแล้ง ที่สูงจากระดับทะเล ๑๐๐-๖๐๐ ม. ออกดอกและเป็นผลตลอดปีในต่างประเทศพบที่เมียนมา ลาว เวียดนาม มาเลเซีย สิงคโปร์ และเกาะสุมาตรา
ประโยชน์ นิยมปลูกเป็นไม้ประดับหรือปลูกเป็นแนวรั้ว มีรายงานการใช้เป็นพืชสมุนไพร ใช้ใบสดต้มหรือใบแห้งใช้ชงแทนใบชา กินเป็นยาบำรุงธาตุ ช่วยย่อย แก้น้ำเหลืองเสีย ไตพิการ และขับปัสสาวะ ทั้งต้นตำเป็นยาพอกร่างกายใช้ลดไข้.