จำปีเพชรเป็นไม้ต้น สูง ๒๐-๓๕ ม. เส้นผ่านศูนย์กลาง ๑-๑.๕ ม. เปลือกหนา สีน้ำตาลปนเทา แตกเป็นสะเก็ด มีช่องอากาศเป็นขีดยาว มีกลิ่นฉุน แตกกิ่งมากในระดับสูง ทรงพุ่มกลม โปร่ง กิ่งอ่อนมีขนนุ่มสีน้ำตาล

 ใบเดี่ยว เรียงเวียน รูปรี กว้าง ๓-๕ ซม. ยาว ๖-๑๓ ซม. ปลายแหลมและมีติ่งแหลม ยาว ๐.๗-๒ ซม.โคนรูปลิ่ม ขอบเป็นคลื่น ใบอ่อนค่อนข้างหนา สีเขียวเข้มและมีขนประปราย ใบแก่ค่อนข้างเกลี้ยง แข็งและกรอบ เส้นแขนงใบข้างละ ๑๐-๑๕ เส้น เห็นไม่ชัดทั้ง ๒ ด้าน เส้นใบย่อยแบบร่างแห เห็นชัดทางด้านล่างโดยเฉพาะในใบแห้ง ก้านใบยาว ๑.๕-๓ ซม. มีขนสั้นสีทองหูใบหุ้มยอดอ่อนแต่ไม่เชื่อมติดกับก้านใบ ร่วงง่าย ไม่มีรอยแผลของหูใบบนก้านใบ

 ดอกเดี่ยว ออกตามซอกใบ กลิ่นหอมแรง มีกาบหุ้มดอก ๓-๔ กาบ ก้านดอกยาว ๖-๘ มม. มี ๒-๓ ข้อดอกตูมรูปรีแกมรูปทรงกระบอก มีขนสั้นสีทองหนา

แน่น กลีบรวม ๙-๑๐ กลีบ สีขาว ลักษณะคล้ายกันแต่ละกลีบอวบและค่อนข้างหนา รูปขอบขนานแกมรูปไข่กลับถึงรูปช้อนเรียวแคบ กลีบชั้นนอก ๓ กลีบ กว้าง ๐.๘-๑.๕ ซม. ยาว ๓-๓.๕ ซม. ใหญ่กว่ากลีบชั้นในเล็กน้อย เกสรเพศผู้จำนวนมาก ยาว ๑-๑.๕ ซม. ก้านชูอับเรณูยาว ๓-๕ มม. อับเรณูยาว ๐.๘-๑.๒ ซม. เรียงเป็นวงล้อมรอบโคนแกนฐานดอกรูปทรงกระบอก รังไข่อยู่เหนือวงกลีบ มี ๑๔ รังไข่ แยกจากกันเป็นอิสระ เรียงเวียนบนแกนฐานดอกเป็นรูปทรงกระบอก สีเหลืองอ่อนยาว ๐.๙-๑.๑ ซม. แต่ละรังไข่มี ๑ ช่อง มีออวุล ๔ เม็ด ก้านยอดเกสรเพศเมียสั้นมาก ยอดเกสรเพศเมียเป็นสันโค้ง

 ผลแบบผลกลุ่ม เป็นช่อยาว ๓-๕ ซม. ก้านช่อผลยาว ๑-๑.๓ ซม. ผลย่อยแบบผลแห้งแตกแนวเดียวมี ๒-๘ ผล ก้านผลสั้นมาก ผลย่อยรูปทรงกลมหรือทรงรูปไข่ถึงรูปทรงรี กว้าง ๑-๑.๕ ซม. ยาว ๑.๓-๑.๘ ซม.เปลือกบาง สีน้ำตาลอมดำ มีช่องอากาศนูนเด่น สีขาวเมล็ดรูปทรงกลมค่อนข้างรี กว้าง ๕-๖ มม. ยาว ๖-๘ มม. มี ๑-๔ เมล็ด

 จำปีเพชรเป็นพรรณไม้ที่มีแนวโน้มใกล้สูญพันธุ์มีเขตการกระจายพันธุ์ในประเทศไทยทางภาคตะวันตกเฉียงใต้และภาคตะวันออกเฉียงใต้ พบขึ้นตามป่าดิบชื้นและป่าดิบเขา ที่สูงจากระดับทะเล ๗๒๐-๑,๑๕๐ ม.ออกดอกเดือนกันยายนถึงตุลาคม ผลแก่เดือนมีนาคมถึงเมษายน ในต่างประเทศพบที่จีนและภูมิภาคอินโดจีน.